Investigadores de la Universidad de Carolina del Norte han desarrollado innovadores robots blandos microscópicos que se asemejan a flores y son capaces de cambiar su forma y comportamiento en respuesta a los cambios en el medio ambiente. Estas intrincadas ‘flores de ADN’ están formadas por cristales especiales formados mediante la integración de ADN con materiales inorgánicos, lo que les permite plegarse y desplegarse en segundos, lo que los convierte en uno de los materiales más dinámicos creados a tan pequeña escala.
Sus hallazgos han sido publicados en Nanotecnología de la naturaleza. El ADN de cada flor funciona como un programa de computadora, dictando movimientos y respuestas a los estímulos circundantes. Por ejemplo, las fluctuaciones de la acidez pueden hacer que las flores se abran, cierren o inicien reacciones químicas. Esta funcionalidad sugiere que estos robots basados en ADN podrían llegar a funcionar de forma autónoma para realizar diversas tareas, como entregar medicamentos o ayudar a limpiar el medio ambiente.
El Dr. Ronit Freeman, autor principal y director del Freeman Lab, compartió sus ideas sobre las posibles aplicaciones de esta tecnología. «Imagínese tener cápsulas inteligentes que activen la medicación cuando se detecta una enfermedad y la desactiven cuando el individuo se cura. Nuestros materiales que cambian de forma podrían hacer que esto sea una realidad en el futuro», dijo Freeman.
El concepto de estas flores de ADN está inspirado en fenómenos naturales, incluido el despliegue de los pétalos, el movimiento de los corales y la formación de tejidos en organismos vivos. Al intentar replicar este complejo comportamiento en materiales sintéticos, el equipo de investigación ha abordado un importante desafío científico en el campo de la tecnología microscópica. Freeman señaló: «Nos inspiramos en los diseños de la naturaleza, como las flores que florecen o los tejidos en crecimiento, para desarrollar tecnología que pueda pensar, moverse y adaptarse de forma autónoma».
La disposición del ADN dentro de las estructuras cristalinas es crucial para su funcionalidad. A medida que el ambiente se vuelve más ácido, ciertos segmentos de ADN se pliegan fuertemente, lo que hace que la flor se cierre. Por el contrario, cuando las condiciones se normalizan, el ADN se relaja, permitiendo que los pétalos se abran nuevamente. Este mecanismo puede controlar eficazmente reacciones químicas, transportar y liberar diversas moléculas e interactuar con células y tejidos biológicos.
Aunque esta tecnología aún se encuentra en sus etapas preliminares, las implicaciones son significativas. Los investigadores imaginan escenarios en los que estas flores de ADN se inyectan en el cuerpo y navegan hasta los tumores. En respuesta a la acidez del tumor, las flores pueden cerrarse, liberando fármacos o recogiendo muestras de tejido. Una vez tratado el tumor, las flores se vuelven a abrir y se desactivan, listas para responder si es necesario en el futuro.
Además de las posibles aplicaciones médicas, estos materiales avanzados también podrían ayudar en la remediación ambiental, donde los agentes de limpieza se liberan en agua contaminada y luego se disuelven de manera inofensiva. También tienen el potencial de revolucionar el almacenamiento de datos, capaces de albergar grandes cantidades de información (hasta dos billones de gigabytes) en tan solo una cucharadita, lo que representa un futuro eficiente y respetuoso con el medio ambiente para la gestión de datos.
Esta investigación marca un avance notable hacia el desarrollo de materiales que puedan detectar y responder a los cambios en su entorno, cerrando efectivamente la brecha entre los organismos vivos y los sistemas mecánicos.
