Por primera vez, compitieron ‘nanoautos’ en un microscopio

A la famosa carrera Las 24 Horas de Le Mans le acaba de surgir una competencia: Las 36 Horas de Toulouse, cuya primera edición terminó de correrse ayer. En este duelo participaron seis autos, cada uno manejado por dos pilotos que se alternan en la conducción. Y los contendientes estuvieron auspiciados por marcas como Peugeot, Citroën, Volkswagen y Toyota. Eso sí, estos autos no sólo no poseen ruedas ni motor, sino que ni siquiera son visibles ya que están compuestos por unos pocos cientos de átomos. Y los conductores son investigadores expertos en nanotecnología y microscopía electrónica, ya que deben mover sus vehículos sobre una pista de oro, de 5 centímetros de diámetro, controlándolos por computadora, usando apenas el “golpe” de una débil corriente eléctrica contra el vehículo.

Esta primera nanocarrera de la historia fue organizada por un laboratorio del CNRS (el equivalente al Conicet en Francia), y se corrió dentro de los confines de una herramienta muy sofisticada, un microscopio de “efecto túnel”, en un ambiente de alto vacío, aislado y a una temperatura de 270 °C bajo cero.

En ese medio estaba la pista, una placa de átomos de oro. Y los autos debían recorrer un circuito de 100 nanométros (un nanómetro son 0,000000001 metros), que incluía dos cerradas curvas a 45 grados, en el menor tiempo posible. Vale destacar que el equipo ganador se tomó más de ocho horas para impulsar al Swiss Nano Dragster, pero quien completó el récord de distancia fue el Dipolar Racer, que combinó a expertos austríacos y de EE.UU. y que recorrió 450 nm. Toda una proeza, dado que los nanoautos se mueven mediante suaves y bien aplicados impulsos eléctricos de apenas dos voltios, que hacen desplazarse a cada vehículo 0,3 nanometros, hasta atravesar la línea de llegada. Los otros cuatro equipos tuvieron que abandonar por problemas técnicos con sus autos moleculares, algunos sin siquiera poder pasar la grilla de largada.

“El organizador y director técnico de la carrera, el doctor Christian Joachim, es uno de los investigadores pioneros en el mundo en desarrollos de nanomáquinas moleculares y nanoautos”, le explicó a PERFIL el doctor Fernando Cometto, investigador del Conicet, en el Instituto de Investigaciones en Fisico-Quimica de Córdoba.
“Cada auto que corría estaba compuesto por un grupo de moléculas que cambian su configuración al recibir un estímulo; en este caso una mínima corriente eléctrica. Como al cambiar su forma partes de las moléculas rotan, el resultado es que el “nanovehículo” se desplaza sobre la pista”.

Para este experto, los equipos de corredores no presentaban nuevos modelos de “autos”, sino que “corrían con dispositivos moleculares ya probados y publicados en sus trabajos de laboratorio. Es decir que la novedad relevante de estas nanomáquinas está, sobre todo, en el desafío que implica poder controlar, a nivel atómico-molecular, estas nanoestructuras”. ¿Y para que puede servir este divertimento? “No es un tema menor: se logran conocimientos fundamentales para poder desarrollar nuevas aplicaciones medicinales, farmacéuticas y electrónicas”, aseguró Cometto.

Microscopio. Para los expertos en microscopía atómica lo más atractivo fue el circuito. “La estrella de la carrera fue el supermicroscopio de efecto túnel (SMT) que utilizaron. Se trata de un aparato muy sofisticado, que puede costar más de US$ 2 millones, y que tiene una electrónica capaz de detectar corrientes eléctricas mínimas y con alta precisión. Además, trabaja dentro de un espacio confinado, en estados de ultraalto vacío y bajas temperaturas”, explicó Cometto. Y lo que lo hace único a este equipo, y habilitó esta carrera, es que es un STM con cuatro puntas aguzadas, que permiten hacer manipulaciones atómicas en forma simultánea en la misma superficie. Y eso permitió la corrida simultánea de varios nanoautos.
¿Todo esto para qué? Según el doctor Galo Soler Illia, investigador del Conicet, “con esta carrera lo que se gana es un enorme caudal de nuevo conocimiento científico”.