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Ciencia de los
Materiales
Producen Nanopartículas Magnéticas Inspiradas en
un Mecanismo Bacteriano
4 de
Junio de 2008.
 Cuando
se debe diseñar algo, es difícil encontrar una mejor fuente de
inspiración que la Madre Naturaleza. Usando ese principio, un grupo
diverso e interdisciplinario de investigadores del Laboratorio de Ames,
en EE.UU., está imitando a una bacteria para sintetizar nanopartículas
magnéticas que podrían utilizarse para liberar medicamentos en puntos
muy específicos y con enorme precisión, para dispositivos de memoria de
alta densidad, y para tintas magnéticas, entre otros usos.
 Menéame
La síntesis comercial de nanopartículas ferromagnéticas a temperatura
ambiente es difícil porque las partículas se forman rápidamente,
produciendo racimos de partículas aglomeradas con peores propiedades
magnéticas y cristalinas que las ideales del material.
Sin embargo, varias cepas de bacterias producen nanopartículas finas y
uniformes de magnetita que tienen propiedades magnéticas adecuadas.
Estas bacterias utilizan una proteína para formar partículas cristalinas
de aproximadamente 50 nanómetros de diámetro. Estos cristales están
limitados por membranas para formar cadenas de partículas que las
bacterias utilizan como una brújula para orientarse a partir del campo
magnético de la Tierra.
Para ver si era posible aprender de las bacterias, la investigadora
Surya Mallapragada del Laboratorio de Ames, formó un equipo que incluyó
a microbiólogos, bioquímicos, químicos de los materiales, ingenieros
químicos, científicos de los materiales y físicos, del laboratorio así
como de la Universidad Estatal de Iowa, la universidad que administra
ese laboratorio.
Basándose en un trabajo anterior realizado por un equipo de
investigación japonés, la bioquímica Marit Nilsen-Hamilton, del
Laboratorio de Ames, estudió varias proteínas de las que se conocía su
capacidad para enlazarse al hierro, incluyendo la Mms6 encontrada en las
bacterias magnetotácticas que ella clonó de esas bacterias.
La química Tanya Prozorov probó a sintetizar cristales, utilizando las
proteínas con varias concentraciones de reactivos en una solución
acuosa, pero las partículas se formaron rápidamente, eran demasiado
pequeñas y carecían de la morfología específica del cristal.
A sugerencia del físico especialista en el crecimiento de cristales Paul
Canfield, el equipo utilizó geles de polímero desarrollados por
Mallapragada y Balaji Narasimhan para ayudar a llevar a cabo lentamente
la reacción y tener control sobre la formación de los nanocristales,
minimizando la agregación.
Prozorov también llevó a cabo análisis de microscopía electrónica de las
nanopartículas sintéticas que mostraron que a partir de la Mms6 se
habían producido cristales bien formados, en facetas, parecidos a los
producidos de modo natural por las bacterias.
El físico Ruslan Prozorov comprobó las propiedades magnéticas de los
cristales sintéticos que también mostraron llamativas similitudes con
los cristales producidos por las bacterias y la magnetita en bruto.
Entonces, el equipo procedió a averiguar si el método bioinspirado
podría utilizarse para producir nanopartículas de ferrita de cobalto. La
ferrita de cobalto, que no aparece en los organismos vivos, tiene
propiedades magnéticas más deseables que la magnetita, pero presenta los
mismos problemas que otras partículas de tamaño nanométrico para su
producción comercial. El método funcionó bastante bien y los
investigadores terminaron obteniendo perfectos cristales hexagonales de
ferrita de cobalto.
Información adicional en:
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