El raro fenómeno que hace rotar nanovarillas metálicas en agua al aplicarles ultrasonidos

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Si se hace vibrar con ultrasonidos una solución de agua conteniendo nanopartículas metálicas en forma de varilla, dichas nanopartículas girarán alrededor de su eje largo como diminutas brocas de taladro. ¿Por qué? Nadie lo sabe con certeza. Pero unos investigadores han medido su velocidad, y es rápida. Con hasta 150.000 revoluciones por minuto, estas nanovarillas, comportándose como nanomotores, giran 10 veces más deprisa que cualquier otro nanoobjeto sumergido en un líquido que haya sido observado hasta la fecha.

El descubrimiento de esta vertiginosa velocidad de rotación ha abierto la posibilidad de que tales nanovarillas puedan ser usadas no sólo para moverse dentro del cuerpo con finalidades médicas (el objetivo principal de esta línea de investigación) sino también para operaciones de mezcla y maquinado de alta velocidad.

Durante los últimos años, la comunidad científica ha estado estudiando cómo hacer que los nanomotores se muevan en líquidos. En 2012, un grupo en la Universidad Estatal de Pensilvania, Estados Unidos, buscando una forma de propulsar nanomotores apta para su uso inocuo dentro de estructuras biológicas, observó por vez primera que las nanovarillas metálicas se movían y giraban en respuesta a los ultrasonidos. Otro grupo, de la Universidad de California en la ciudad estadounidense de San Diego, logró entonces guiar el movimiento hacia delante de las varillas metálicas usando un campo magnético. El grupo de la Universidad Estatal de Pensilvania demostró después que esos nanomotores pueden ser propulsados dentro de una célula cancerosa.

Pero nadie sabía cuán rápido estaban girando los nanomotores.

Ahora, esta información por fin se ha obtenido, gracias a una nueva investigación, a cargo del equipo de Samuel Stavis, del Instituto Nacional estadounidense de Estándares y Tecnología (NIST), que ha trabajado junto a científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania.

Entre otras cosas, los investigadores han constatado que el tamaño de las nanovarillas es un factor importante en su velocidad de rotación. Por otro lado, la velocidad de la rotación de los nanomotores parece ser independiente de su movimiento hacia adelante.

En el futuro se realizarán nuevas investigaciones, como intentar descubrir por qué exactamente los motores giran y cómo el vórtice que se crea alrededor de cada nanovarilla afecta a sus interacciones con otras eventuales nanovarillas y con el entorno. (NCYT)