Bombeando líquidos en el ámbito celular
(NC&T) Empleando simulaciones de dinámica molecular clásica, Petr Král, profesor de química en la UIC, y sus colaboradores del laboratorio, pudieron estudiar en condiciones cercanas a la realidad este ambiente microscópico para averiguar cómo las diminutas hélices bombean líquidos.
Mientras que las investigaciones anteriores habían estudiado cómo los dispositivos moleculares giran en los fluidos gaseosos, Král y su grupo son los primeros en estudiar las hélices moleculares bombeando líquidos. Quieren ver lo que pasa cuando las hélices llegan a una escala donde es imposible reducir más el tamaño de las aspas.
El grupo de Král ha encontrado que en el ámbito molecular, a diferencia de en el ámbito macroscópico, la química de las aspas de la hélice y su sensibilidad para el agua tienen gran importancia, determinando si la hélice bombea eficientemente o sólo gira con un efecto pequeño. Si las aspas tienen una naturaleza hidrófoba o rechazan el agua, bombean mucha agua. Pero si son hidrófilas (atraen el agua) se atascan con las moléculas de agua y bombean muy poco.
Las tasas de eficiencias de bombeo en las formas hidrófilas e hidrófobas pueden diferir en un orden de magnitud, lo que no se esperaba.
Los investigadores encontraron que la eficiencia de bombeo de la hélice en los líquidos es muy sensible al tamaño, a la forma y a la composición química o biológica de las aspas.
En principio, los investigadores podrían incluso pegar algunas moléculas biológicas a las aspas y formar una hélice que sólo actuaría si otras moléculas biocompatibles con las aspas se encuentran en la solución a bombear.
El laboratorio de Král estudia sistemas biológicos como los pequeños flagelos que mueven a las bacterias, para obtener pistas que lleven a construir motores, sistemas móviles y otros dispositivos de tamaño nanométrico en un ambiente híbrido que combina la química biológica y la inorgánica.
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