La UNAM usa ADN como base para fabricar alambres nanométricos

El mundo de los organismos vivos ayudará a fabricar nuevos materiales para la electrónica. Científicos mexicanos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), utilizan la estructura del Ácido Desoxirribonucleico o ADN, que existe en las células de todos los seres vivos, como base para fabricar alambres 80 mil veces más delgados que un cabello humano.

Los investigadores Mariana Jeannete Oviedo Bandera y Enrique Sámano, del Centro de Nanociencias y Nanotecnología de la UNAM, en su campus de Ensenada, Baja California Sur, desarrollaron un método para unir dos de los campos más vanguardistas de la ciencia contemporánea, pero que hasta ahora no suelen combinarse: el ADN y la nanotecnología.

La posible aplicación de este conocimiento beneficiaría a la industria de la electrónica, con cables cuyo grosor puede ser similar a un milímetro dividido 100 mil o un  millón de veces. Actualmente existe  mucho interés en buscar nuevos métodos para fabricar materiales miniatura. Los métodos actuales para fabricar materiales pequeños son llamados top-down methods, pero se están acercando a sus límites de miniaturización.

Gracias a una tesis de doctorado, realizada por Oviedo Bandera y dirigida por Sámano, se probó que una de estas alternativas para diseñar dispositivos a escala nanométrica es usar ADN. Como molde para la construcción de un nanoalambre de plata conductor o semiconductor.

Utilizando una analogía para explicar el trabajo, se podría decir que al igual que los artistas plásticos utilizan una piedra para grabar en ella un dibujo y luego imprimir muchas copias de ese dibujo, los científicos de la UNAM usan el cuerpo de una molécula de ADN para crear una especie de molde y luego sacar copias hechas de metal. En artes plásticas el grabado de una piedra se llama litografía. En ciencia de materiales, el método usado por la UNAM se llama litografía molecular.

“Nuestro trabajo muestra un esquema basado en litografía molecular de secuencia especifica utilizando el ADN como andamio para sintetizar un alambre de plata con un diámetro de unos cuantos nanómetros”, explicó el doctor Sámano, quien actualmente se encuentra en un año sabático, pero cuyos últimos avances fueron presentados en Ensenada en el Encuentro Internacional de Nanociencias y Nanotecnología (Nanomex)

A grandes rasgos, la litografía molecular se basó en las siguientes etapas. Primero se polimerizó o preparó con plásticos una cadena sencilla de ADN formando un hilo o filamento de proteína. Después se recombinó el filamento con otra cadena doble de ADN. Hasta este paso se tenía la forma de la estructura que se quería obtener, pero todavía no estaba hecha de metal.

El siguiente paso fue metalizar el ADN. Para esta fase se usó una solución de Nitrato de Plata (AgNO3) para formar los nanoalambres continuos de plata a lo largo de la doble cadena de ADN-lambda. Lo que hace este último paso es reemplazar cada molécula orgánica de la proteína por una metálica, del mismo modo que el tiempo va formando los fósiles, sustituyendo cada molécula de tejido orgánico por una del  mineral que rodea al cadáver.

Enrique Sámado, es doctor en Física, pero tiene la singularidad de ser también doctor en Filosofía, lo que facilita comprender esta línea de experimentación interdisciplinaria.

“Existe gran potencial en usar ADN como material genérico y no sólo como genético. Para concretar este potencial, se deben desarrollar diferentes formas de ADN con alta pureza que muestren la posibilidad de fijarse, estirarse y ensamblarse de manera controlada como bloques de construcción sobre un sustrato que den lugar a estructuras con arreglos periódicos más grandes, como circuitos integrados.”, indica Sámano previendo lo que serán los próximos retos de integración de estos materiales.

Esta investigación del campus UNAM en Ensenada podría permitir que se siga cumpliendo el patrón que inició hace 40 años y que ha permitido a la electrónica reducir el tamaño de sus componentes a la mitad casi anualmente. El límite final aún no se ha alcanzado.

Antimio Cruz

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