Nanotecnología: nanomateriales, biomotores y hasta origamis de ADN

Universidad Nacional de Cuyo - Instituto Balseiro

07 de Julio de 2014 | 6 ′ 57 ′′


Nanotecnología: nanomateriales, biomotores y hasta origamis de ADN


Científicos se dieron cita en el Instituto Balseiro, en Bariloche, para ponerse al día e intercambiar ideas sobre viejos y nuevos proyectos. El “Encuentro Nano” 2014 busca generar un diálogo entre los profesionales que trabajan en el universo de lo “ínfimamente pequeño” desde distintas disciplinas, como la física, la química, la bioquímica y la biología.

Desde el visionario discurso del Premio Nobel en Física, Richard Feynman, sobre el poder de la manipulación de la materia a una escala de pocos átomos pasaron 55 años. Y no en vano. La nanotecnología está presente en la vida cotidiana: existen electrodomésticos, equipos para realizar deportes y hasta cosméticos fabricados con nanomateriales. Sin embargo, aún hay muchos desafíos e interrogantes que la ciencia de escala nanométrica (un nanómetro es una millonésima parte de un milímetro) busca descifrar. Para ponerse al día, investigadores de Argentina y del exterior se reunieron durante el “XIV Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados”, realizado en el Instituto Balseiro y el Centro Atómico Bariloche (CAB) del 14 al 16 de mayo pasados.

“La primera de esta serie de reuniones se realizó en el Instituto Balseiro y el Centro Atómico Bariloche en 2001, y ya en sus inicios se basó en la interdisciplinariedad: participan investigadores de diversas formaciones y lenguajes pero que trabajan en problemas parecidos en muchos casos ya que están en las fronteras de cada ciencia”, contó a Argentina Investiga el doctor en Física, Carlos Balseiro, miembro del comité organizador de este encuentro. Balseiro agregó que la reunión evolucionó en muchos sentidos. “El cambio más notable es que se sumó mucha gente joven. Y eso es importante porque los jóvenes están más abiertos a escuchar sobre otras disciplinas”, dijo el físico.

Además, señaló que los participantes tuvieron la oportunidad de intercambiar ideas durante las charlas de café, en las audiencias de cada presentación y hasta en la sesión de pósters. “De estas reuniones nacieron ricas colaboraciones entre distintos grupos de investigación del país y del exterior”, indicó el investigador de Conicet y de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Por otra parte, el físico destacó que en los últimos años surgieron nuevas herramientas para trabajar en nanociencia. Y que eso se notó en las presentaciones de proyectos en marcha en los que se utilizan nanoestructuras diseñadas con equipos de última tecnología.

Biomotores y comunicación celular

El cruce de disciplinas como la física, la biología y la medicina fue uno de los temas fuertes del encuentro. De hecho, una de las presentaciones que más llamó la atención de los participantes fue la charla inaugural realizada por el profesor Carlos Bustamante, de la Universidad de California de Berkeley, de los Estados Unidos. En ésta, el científico peruano mostró los resultados de su trabajo en torno de “una máquina biológica casi perfecta”, refiriéndose a un motor molecular de un virus llamado “bacteriófago phi29”.

Bustamente contó que con sus colegas estudian el rol que juega el motor molecular en la replicación del virus, a partir del uso de herramientas ópticas para lidiar con los tamaños diminutos de escala nanométrica. Entre otros resultados, lograron registrar la fuerza que hace ese motor para introducir el ADN en la cápside de una moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos.">proteína, algo que antes no se conocía.

Las células también fueron tema de intercambio de ideas en el encuentro Nano 2014. El físico Hernán Grecco, que codirige el Laboratorio de Electrónica Cuántica en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN) de la Universidad de Buenos Aires (UBA), presentó el trabajo que realiza junto a su equipo sobre la señalización intracelular. “Buscamos entender cómo las células se comunican interna y externamente, algo que involucra la acción cooperativa de moléculas nanométricas”, contó Grecco.

El equipo de Grecco utiliza técnicas ópticas para estudiar la regulación espacio-temporal de esas moléculas y así modelar cómo las células deciden, por ejemplo, morir o duplicarse. A partir del empleo de compuestos o nanopartículas fluorescentes, capaces de absorber energía y luego emitir luz en un color diferente, pueden marcar las moléculas dentro de la célula y observarlas en tiempo real. “El tema de cómo una célula toma una decisión es el gran problema de la biología”, expresó Grecco.

Origami de ADN y nanomateriales

Fernando Stefani, vicedirector del Centro de Investigaciones en Bionanociencias (CIBION- Conicet), mostró los avances que su equipo está logrando para mejorar mediciones basadas en fluorescencia. La fluorescencia es vital en muchos campos como la obtención de imágenes, sensores y análisis clínicos. En su laboratorio, utilizan una técnica muy nueva, llamada ‘origami de ADN’, que se basa en el auto ensamblaje del ADN. “Con esta técnica construimos nanoestructuras que nos permiten estudiar la interacción de fluoróforos, que son moléculas emisoras de fluorescencia, con nanopartículas de oro a distancias nanométricas controladas, midiendo los cambios de intensidad y tiempo de vida media de la fluorescencia”, dijo Stefani.

Stefani explicó que las nanoestructuras funcionan como “nano antenas”, que hacen que las moléculas emitan fotones de fluorescencia más rápido y, de ese modo, puedan emitir más luz antes de sufrir cualquier degradación. En otras palabras, lograron que el fenómeno de luminiscencia dure más tiempo. “Esta fue la primera demostración experimental de este efecto. Ahora hay un camino claro para conseguir emisores de fluorescencia ‘súper estables’”, destacó Stefani.

El diseño de nuevos materiales también atrae a los nanocientíficos. Es el caso del grupo dirigido por Galo Soler Illia, investigador del Conicet en el Centro Atómico Constituyentes, de la CNEA. “Nos especializamos en diseñar y fabricar materiales porosos, cuyos poros miden unos pocos nanómetros. Combinamos materiales orgánicos e inorgánicos para hacer materiales avanzados”, sintetizó el químico, quien también es autor de libros de divulgación científica y participa como columnista de nanotecnología en el programa “Científicos. Industria Argentina”, conducido por Adrián Paenza.

“En nuestro laboratorio trabajamos en el campo de la síntesis de materiales por diseño. Por ejemplo, yo puedo diseñar un ‘colador’ molecular que deja pasar un tipo de moléculas y otro no. Puedo estudiar sus propiedades ópticas, para ver si sirve para calentar y detectar moléculas”, ejemplificó Soler Illia. Y además contó que las sustancias, al quedar confinadas en nanoporos, se comportan de manera diferente a la habitual. “Estamos interesados en conocer los efectos de ese confinamiento molecular porque pueden aplicarse en campos como la remediación ambiental, la farmacéutica y los biomateriales”, dijo.

Para conocer el programa del encuentro: http://fisica.cab.cnea.gov.ar/nano2014/images/circulares/
Libro_Bariloche_Nano14.pdf

Prensa UNCuyo
loliva@uncu.edu.ar.
Laura García Oviedo
Área de Divulgación científica


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