Nanohistorias

L'altre dia estava a casa i em va arribar un correu d'en Luisca a mi i a la resta de gent del grup de Nano (bueno, ni que fossin 50... vull dir que la resta són el Max i el Josep Miquel) amb un títol bastant maco:

"Nanoscale: Robot Arm Places Atoms and Molecules With 100% Accuracy"

(Escala nanomètrica: braç robòtic col·loca àtoms i molècules amb un 100% d'efectivitat)

Probablement mentre llegiu el títol us esteu imaginant una cosa així (inclús jo ho havia fet en un primer moment per pensar després que no tenia ni cap ni peus):

Me l'imaginava posant àtoms un a un sobre una proveta...

Però no. Es tracta d'una estructura feta de "cordes" d'ADN. Realment ells n'hi diuen origami d'ADN perquè a les diferents cordes hi ha fets diferents plecs i es forma una estructura complexa (recordem que l'origami és l'art japonès de la papiroflèxia).

Doncs sembla que un tal Dr. Seeman, en colaboració amb un equip de la universitat de Nanjing han aconseguit realitzar una estructura a nivell nanoscòpic que, amb el que diuen són "dos braços" aconsegueix col·locar àtoms en el lloc que ells volen, amb una efectivitat del 100%. Ells diuen que mètodes anteriors "només" aconseguien entre un 60% i un 80%, que a mi personalment em sembla moltíssim, parlant del tema que estem parlant.

El bitxo aquest té unes dimensions de 150 x 50 x 8 nanometres (nm), de tal manera que en cabrien més d'un milió en un glòbul vermell (dada: un cabell humà medeix, en mitja, 100.000 nm de gruix). I aconsegueix tanta efectivitat gràcies a nous sistems de correcció d'errors: sistemes que s'han investigat a partir de la inherència de dita correcció d'errors arreu. Per cada duplicació celular, cosa que passa constantment i en tots els organismes, hi ha una probabilitat de mutació de gens. Per tant el nostre cos, o l'entorn, o el que sigui, ja s'encarrega de regular aquests "errors" que es produeixen. Imagino que en aquests factors es basa la correcció d'errors.

Total, que encara que no serveixi de molt saber-ho, la cosa aquesta és tal que així:

Els dos foradets actuen com de pinces, es veu.

Aplicacions?

No sé si en alguna ocasió anterior us he explicat els tres tipus de maneres que s'han estudiat com a possibles maneres de fabricar màquines a nivell nano (en diuen "approach"). La primera és la top-down (de dalt a baix), en la qual els ginys (DALT) es van fent cada cop més petits (BAIX) gràcies a noves tècniques de miniaturització i ensamblatge fins a arribar a fer la mateixa funció a nivells nano. Aquesta seria la més natural per nosaltres perquè portem anys i anys veient com els aparells es van fent més petits, començant pels transistors que formen els nostres ordinadors.

La tècnica bottom-up (de baix a dalt) predica que per realitzar els aparells a nivell nano cal disposar de tècniques que ens permetin montar i ensamblar molècules i àtoms (BAIX) de manera precisa per acabar formant els ja anomenats aparells (DALT). Fins ara, i encara durarà crec, era una mica una utopia, ja que ni pràcticament se sabia com fer coses senzilles a nivell nano, imagineu el difícil que seria fer un aparell que ens permetés manipular àtoms i disposar-los de manera que formessin "les coses senzilles a nivell nano". Però vaja, gràcies a l'article sembla que s'està anant per bon camí.

"Theoretical nanomachine build up atom-by-atom"

El tercer "approach" s'anomena bio-hybrid i consisteix en hibriditzar (valgui la redundància) els dos conceptes antreriors amb l'ajuda de la biologia. La natura és sabia, i ens dona eines a tots els nivells per realitzar funcions simples i complexes. Per tant, investigant en biologia, trobem a nivell nano eines que ens ajudarien a formar les nostres màquines. Per tant, les nostres màquines poden ser miniaturitzacions de certs aparells on algunes parts són directament components biològics que compleixen una funció específica: com per exemple emetre o rebre molècules, detectar algun compost químic, etc...

Aquest és potser el que a curt termini promet més, i el que han fet servir companys meus per a les seves investigacions: per exemple, la Maria, la noia que estava abans que jo, va modelar una nanomàquina a semblança del E.Coli. Simplificant, en aquest cas teníem una màquina que es movia depenent d'un còmput intern. El que feia servir (hipotèticament) per moure's eren els flagels del E.Coli conectada a la nanomàquina, seguint un clar exemple de construcció bio-híbrida.

---------------------------------------------

Aprofitaré el post per informar breument de com va la meva investigació. Després del progress meeting decepcionant de fa aproximadament un mes, vaig venir a Barcelona de vacances, no fent res evidentment. Des que he arribat, potser amb les idees més clares després del que se'm va aconsellar en el meeting, vaig començar a programar el que serà la part central de la tesi, imagino. Està relacionat directament amb el Quorum Sensing.


Es tracta de programar un entorn on s'hi posa a l'atzar cert nombre de bactèries. Aquestes creixen i es reprodueixen (grow and divide) i alhora es comporten tal i com ho fan les bactèries del Quorum Sensing, emetent contínuament a l'entorn unes partícules especials. En quant les bactèries detecten una certa concentració de les partícules, canvien d'estat i comportament.

L'objectiu en principi és poder medir quant de temps necessiten les bactèries per fer el canvi de comportament, i canviar les bactèries per nanomàquines que tinguin un model similar i fer proves amb diferents paràmetres. Un cop estigui més avançat, suposo que sortiran idees per ampliar-ho o buscar més resultats. Encara queda bastant per fer.

Per cert, avui tenim un nou meeting. En el correu el professor ens deia que esperava veure els nostres avenços fets les últimes 6 setmanes. The what? Si fa quatre setmanes que vam fer l'últim meeting, tres de les quals han estat vacances! Sí nois sí, no li presentaré res de nou. Otra vez será, que mala suerrrrrrte chato!

Referència a "Pepe Gafe" per suavitzar el nivell intel·lectual del post

EXTRA: per cert, mirant a google imatges per "pepe gafe" surt una foto del pepe gafe al costat d'una cara d'en Carlos Sainz. M'ha fet molta gràcia, més quan aquest matí llegeixo al Marca:

Mucha gente se ha empeñado en creer que yo tenía mala suerte

Carlos Sainz, un tipus optimista