La UNAM desarrolla nanoalambres
En colaboración con científicos del Departamento de Nanociencias de la Universidad de Duke, ubicada en Carolina del Norte, Estados Unidos (EU), Enrique Sámano Tirado, investigador de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), desarrolló la técnica ‘origami de ADN' que utiliza material genético como molde para fabricar nanoalambres de plata.
El investigador del campus Ensenada de la UNAM dijo que como una hoja de papel pueden doblarse en varias partes fragmentos de ADN para obtener figuras con la tradicional técnica japonesa del origami, en este caso dieron forma a alambres a escala nanométrica.
"El origami es el arte japonés de doblar hojas de papel para dar forma a una estructura u objeto específico ya prediseñado. La concepción ‘origami de ADN' se desarrolla en ese contexto, pues el ADN es una nanoestructura bidimensional basada en el genoma de un virus de cadena sencilla y de secuencia conocida, que se dobla y ‘engrapa' con la ayuda de 200 bases complementarias, que funcionan como ‘grapas' para dar forma a un objeto", explicó Sámano en un comunicado de prensa.
Dentro del ADN, que es un polímero muy dúctil y moldeable, las nanopartículas metálicas se desarrollan como diminutos alambres, útiles en las industrias nanoelectrónica y fotónica, donde es fundamental la miniaturización de sus componentes y circuitos.
"El ADN hace el rol de la celulosa en el papel del origami, es decir, es la materia prima", resumió el universitario, que desarrolla esta novedosa técnica durante su estancia sabática en la Universidad de Duke, en Carolina del Norte, EU.
El ADN es un polímero lineal conformado por un armazón compuesto por azúcares y fosfatos. Sus cuatro bases nucleótidas (A, T, C y G) están ligadas a los azúcares, con los que forman una cadena sencilla. Las bases nucleótidas son complementarias entre sí (A-T y C-G) y se relacionan en pares por medio de ‘puentes' de hidrógeno.
En colaboración con científicos de la Universidad de Duke, ubicada en Carolina del Norte, EU, Sámano utiliza al ADN como un ‘andamio bioquímico', una matriz que se engrapa con cientos de bases de nucleótidos.
Con un enlazador químico, las nanopartículas metálicas se desarrollan de acuerdo con la forma que le han dado las ‘grapas' o bases del ADN.
Las aplicaciones
La colocación de nanopartículas metálicas en sustratos de ADN con precisión nanométrica es importante para aplicaciones electrónicas y fotónicas.
"Un grupo de nanopartículas posicionadas de manera adecuada exhibe una intensa resonancia de plasmones de superficie, útil en fotónica", señaló el físico.
Además, pueden fungir como "semillas", en las que el material inorgánico en solución se adhiere a su alrededor (en un proceso llamado metalización), para que luego crezcan y se unan a las nanopartículas vecinas ya metalizadas para conformar nanoestructuras conductoras con una geometría prediseñada, como los nanoalambres.
Sámano detalló que desde el inicio de la era microelectrónica se ha dedicado a la miniaturización de circuitos y componentes, lo que ha logrado circuitos integrados más eficientes, que disminuyen la disipación de energía.
"El desarrollo sostenido en tecnologías de circuitos integrados para procesadores y sistemas de almacenamiento de datos ha revolucionado la industria de las computadoras, aparatos electrodomésticos y gadgets, con capacidad de procesamiento y memoria no-volátil cada vez mayor. De ello son ejemplo los teléfonos celulares, tabletas y las memorias USB", señaló.
La industria electrónica busca esquemas alternativos para la construcción de dispositivos más pequeños, incluso de tamaño nanométrico. Un nanómetro (nm) es la unidad de longitud equivalente a una milmillonésima parte del metro.
"Una alternativa es utilizar objetos de tamaño molecular que se ensamblen a partir de sus bloques de construcción, con el uso de procesos de auto-ensamblaje y reconocimiento. Por ello, los métodos de fabricación como el ‘origami de ADN' son una excelente alternativa", finalizó. En este proceso se lleva a cabo la biomineralización, es decir, la formación o acumulación de minerales por organismos vivos, como ocurre en tejidos y estructuras óseas."En nuestra investigación, la biomineralización se refiere al proceso de autoensamblaje que ocurre entre el ADN y los materiales inorgánicos, como la plata, que tiene la finalidad de construir dispositivos nanométricos", añadió.
