21/01/2016 - Clústeres subatómicos que se autoensamblan sobre nanotubos peptídicos cíclicos

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Las interacciones entre moléculas son atracciones muy débiles que se producen a escala microscópica; una fuerza responsable, entre otras cosas, de la existencia de materiales en estado sólido, líquido o gas, así como algunas de sus transformaciones. Si observamos el caso del agua en estado líquido, sabremos por ejemplo que sus moléculas se mantienen unidas gracias al enorme número de enlaces débiles de hidrógeno que se establece entre diferentes moléculas de agua.

Se trata de interacciones que constituyen pilares básicos de la vida, ya que juegan un papel protagonista en procesos biológicos tan esenciales como la codificación genética, su traducción en proteínas, la regulación de los procesos celulares, el comportamiento de las membranas nucleares… etc.

Explorando lo diminuto

Las potencialidades del mundo nanométrico –ese remoto lugar en el que todo sucede al tamaño de millonésimas de milímetro- han avivado en los últimos años el interés por la nanotecnología entre la comunidad científica. A esta escala (sólo visible a través del microscopio electrónico), el diseño de nuevos materiales y, muy especialmente, la posibilidad de manipular sus propiedades a nivel estructural, se han revelado claves en el desarrollo de novedosas aplicaciones.

En este contexto, las interacciones débiles entre moléculas juegan un papel crucial, ya que de su respuesta depende buena parte de la viabilidad de fabricación y autoensamblado de estos materiales, de una forma eficiente y controlada.

Clústeres metálicos

El tamaño de las nanopartículas metálicas determina sus propiedades; así, por ejemplo, cuando este es tan pequeño que únicamente comprende unos pocos átomos metálicos, se conocen como «clústeres subatómicos» y dejan de comportarse como un metal, ya que presentan características propias de las moléculas orgánicas.

Los clústeres moleculares poseen características especiales que los convierten en candidatos ideales para su potencial aplicación en distintas áreas, como la catálisis o su posible uso como materiales magnéticos; para ello, resulta de especial interés la obtención de un método que permita depositarlos o disponerlos de manera adecuada en la escala nanométrica.

Ahora, la revista americana ACS Nano muestra cómo un equipo de científicos del CiQUS y la USC ha conseguido hacer uso de las interacciones débiles para depositar de forma ordenada los diminutos clústeres metálicos de plata sobre una serie de nanotubos formados por péptidos cíclicos, que previamente se habían auto ensamblado en forma de tubo; así, estos nanotubos incorporan de forma lineal sobre su superficie el tipo de moléculas orgánicas con las que interaccionan los clústeres metálicos, consiguiendo su alineado en largas distancias a escala micrométrica.

El descubrimiento de estas nuevas interacciones ha dotado a los investigadores de la capacidad para cambiar las propiedades de los nanotubos, confiriéndoles una superficie metálica que puede ser de gran interés para el desarrollo de nuevos materiales –como los hilos moleculares-, así como pequeñas máquinas a nivel molecular.

Liderado por el equipo de investigadores del CiQUS formado por Juan R. Granja, Javier Montenegro y Rebeca García Fandiño, el trabajo ha contado asimismo con la  colaboración del investigador Miguel Cuerva y del profesor Arturo López Quintela, miembros del Instituto de Investigación Tecnológica de la USC.

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