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Química
Polvo Inteligente
28 de Agosto de 2003.
 Químicos
de la University of California, en San Diego, han desarrollado diminutos
granos de silicio que son capaces de ensamblarse, orientarse y sentir el
entorno de forma espontánea. Estamos ante un primer paso hacia la
construcción de robots del tamaño de un grano de arena que podrían ser
usados en medicina, vigilancia del bioterrorismo o control de la
polución.
El diseño y síntesis de estos chips de silicio tan pequeños, también
llamados “polvo inteligente”, ha sido llevado a cabo por Michael Sailor
y Jamie Link, de la UCSD. Consisten básicamente en dos espejos
coloreados, verdes por un lado y rojos por el otro. Cada superficie ha
sido modificada para que encuentre y se pegue a un objetivo en
particular, y para que ajuste su color ligeramente, permitiendo que el
observador sepa que ha sido hallado.
El objetivo último es construir dispositivos en miniatura que puedan
moverse con facilidad a través de un entorno reducido (como una vena o
una arteria) hacia objetivos específicos, para después localizar y
detectar compuestos químicos o biológicos e informar sobre ello al mundo
exterior. Estos sistemas podrían ser empleados para controlar la pureza
del agua potable o marina, para detectar agentes químicos o biológicos
peligrosos en el aire, o incluso para localizar y destruir células
cancerosas en el cuerpo.
Para crear el polvo inteligente, los investigadores utilizan sustancias
específicas para grabar una de las caras de un chip de silicio (parecido
a los usados en los ordenadores), generando así una superficie
reflectante coloreada y dotada con pequeños poros. A continuación, se
permite que esta superficie porosa se convierta en hidrofóbica (que
repela el agua), dejando que una sustancia química que lo es se una a
ella. Después, se graba el otro lado del chip para crear una superficie
porosa, también reflectante, pero de distinto color, y se la expone al
aire para que se convierta en hidrofílica (que atraiga el agua). Usando
vibraciones, se rompe el chip en diminutos pedazos, para que cada uno
alcance el tamaño del diámetro de un cabello humano. Cada fragmento será
ahora un pequeñísimo sensor con superficie opuesta, de colores
diferentes y distinta inclinación hacia el agua.
Cuando añadimos este polvo a un recipiente con agua, las partículas se
alinearán con la cara hidrofílica apuntando hacia el agua, y la
hidrofóbica hacia el aire. Si se añade una gota de una sustancia oleosa,
el polvo rodeará la gota con la cara hidrofóbica apuntando hacia dentro.
Además de esta nueva alineación, se producirá un ligero cambio de color
en el espejo hidrofóbico. Dicho cambio de color dependerá de la
sustancia insoluble utilizada, y se explica por la entrada del líquido
oleoso en los poros de la cara hidrofóbica de la partícula de silicio.
El cambio de color señala al observador externo que se ha localizado el
objetivo correcto.
De la misma manera, el lado hidrofílico del chip cambiará de color en
función de la identidad del líquido hidrofílico con el que contacte.
Observar el cambio en una sola partícula sería muy difícil. En cambio,
el comportamiento colectivo facilita la detección de la señal.
Información adicional en:
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