Primer paso para un líquido que se mueve por sí mismo

Investigadores de la Universidad de Brandeis publican en Science que han dado el primer paso en la creación de un líquido autopropulsado, que fluye sin la acción humana o de la gravedad.

El hallazgo sostiene la promesa de desarrollar una clase totalmente nueva de fluidos, con innumerables aplicaciones en el mundo real, por ejemplo, el petróleo podría moverse a través de una tubería sin necesidad de ser bombeado.

 

Los investigadores trabajan en el Centro de Ciencia e Ingeniería de Investigación de Materiales de Brandeis (MRSEC), parte de una iniciativa de la National Science Foundation de Estados Unidos para crear una nueva clase revolucionaria de materiales y máquinas hechas de componentes biológicos.

 

El avance se logró mediante la reproducción en el laboratorio de la increíble compleja serie de procesos que permiten a las células a cambiar de forma y adaptarse a su entorno. Las células pueden hacerlo porque los bloques de construcción de sus andamios -tubos huecos cilíndricos llamados microtúbulos- son capaces de autotransformarse. Los microtúbulos crecen, se contraen, se doblan y se estiran, alterando la estructura subyacente de la célula.

 

Los investigadores de Brandeis extrajeron microtúbulos del cerebro de una vaca y los colocaron en una solución acuosa. A continuación, agregaron otros dos tipos de moléculas que se encuentran en las células kinesina y adenosina trifosfato (ATP).

 

Utilizando el ATP como fuente de combustible, la kinesina comenzó a moverse. Su parte superior iba en una dirección, la parte inferior en otra. Los microtúbulos se deslizaron uno hacia el otro y la estructura se rompió.

 

Pero los microtúbulos no permanecieron flotando libremente durante mucho tiempo. Nueva kinesina se extendió de nuevo y los conectó. A medida que estos microtúbulos se unieron, surgieron patrones sorprendentes y remolinos en el líquido. Y por primera vez, el equipo de Brandeis consiguió que los remolinos se movieran en la misma dirección, creando un "flujo coherente" que empujara el líquido circundante hacia adelante también.

 

Esta reacción microtúbulo-kinesina-ATP es la misma que se desarrolla en las células, aunque en las células es mucho más complicado. Sin embargo, el modelo mucho más simplificado creado por los científicos de Brandeis logró un efecto similar. Esencialmente, aprovecharon el poder de la naturaleza para crear una máquina microscópica capaz de bombear fluido.