En el ADN, los científicos encuentran una solución para construir un superconductor que podría transformar la tecnología

Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público

Científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia y sus colaboradores han utilizado el ADN para superar un obstáculo casi intratable para diseñar materiales que revolucionarían la electrónica.

Una posible consecuencia de tales materiales de ingeniería podrían ser los superconductores, que tienen una resistencia eléctrica cero, lo que permite que los electrones fluyan sin obstáculos. Esto significa que no pierde energía ni genera calor, a diferencia de los medios actuales de transmisión de electricidad. El desarrollo de un superconductor que pueda usarse ampliamente a temperatura ambiente, en lugar de temperaturas extremadamente altas o bajas, como ahora es posible, puede conducir a computadoras ultrarrápidas, reducir el tamaño de los dispositivos electrónicos, permitir que los trenes de alta velocidad floten usando imanes y reducir la energía, entre otros beneficios.

Uno de estos superconductores fue propuesto por primera vez hace más de 50 años por el físico de la Universidad de Stanford William A. Poco. Los científicos han pasado décadas tratando de hacer que funcione, pero incluso después de comprobar la viabilidad de su idea, se encuentran con un desafío que parecía insuperable. hasta ahora.

Edward H. Eagleman, PhD, del Departamento de Bioquímica y Genética Molecular de la UVA, ha sido pionero en la microscopía crio-EM (crio-EM), y Leticia Beltran, una estudiante de posgrado en su laboratorio, está utilizando imágenes crioelectrónicas para este proyecto aparentemente imposible. . “Esto demuestra que la tecnología crio-EM tiene un gran potencial en la investigación de materiales”, dijo.

Ingeniería a nivel atómico

Una forma posible de realizar la idea de Little de un superconductor es modificar redes de nanotubos de carbono, cilindros huecos de carbono tan pequeños que deben medir en nanómetros, mil millonésimas de metro. Pero había un gran desafío: controlar las reacciones químicas a lo largo de los nanotubos para que la red pudiera ensamblarse exactamente como se necesitaba y funcionar según lo previsto.

Eagleman y sus colaboradores encontraron una respuesta en los componentes básicos de la vida. Tomaron ADN, el material genético que le dice a las células vivas cómo funcionar, y lo usaron para dirigir una reacción química que superaría la gran barrera del superconductor de Tel. En resumen, han utilizado la química para realizar una ingeniería estructural asombrosamente precisa, basada en el nivel de las moléculas individuales. El resultado fue una red de nanotubos de carbono ensamblados según las necesidades del superconductor a temperatura ambiente en Little.

“Este trabajo demuestra que la modificación requerida en los nanotubos de carbono se puede lograr aprovechando el control de la secuencia de ADN sobre el espacio entre los sitios de interacción adyacentes”, dijo Eagleman.

Los investigadores dicen que la red que construyeron aún no se ha probado para la superconductividad, por ahora, pero ofrece una prueba de principio y tiene un gran potencial para el futuro. Uno de los más altos honores que puede recibir un científico, dijo Eagleman, cuyo trabajo anterior lo llevó a ingresar a la Academia Nacional de Ciencias.

Eagleman y sus colegas dicen que su enfoque guiado por ADN para la construcción de redes podría tener una variedad de aplicaciones de investigación útiles, particularmente en física. Pero también confirma que se puede construir el superconductor a temperatura ambiente de Little. El trabajo de los científicos, combinado con otros avances en superconductores en los últimos años, eventualmente podría transformar la tecnología tal como la conocemos y conducir a un futuro mucho más “Star Trek”.

“Si bien a menudo pensamos en la biología usando herramientas y técnicas de la física, nuestro trabajo muestra que los métodos que se están desarrollando en biología pueden aplicarse a problemas de física e ingeniería”, dijo Eagleman. “Esto es lo emocionante de la ciencia: la imprevisibilidad de hacia dónde nos llevará nuestro trabajo”.

Los investigadores publicaron sus hallazgos en la revista Ciencias.


Una ventana a la escala atómica en la superconductividad allana el camino para nuevos materiales cuánticos


más información:
Zhiwei Lin et al, remodelación retinal guiada por ADN de nanotubos de carbono, Ciencias (2022). DOI: 10.1126 / ciencia.abo4628

Presentado por la Universidad de Virginia

La frase: En el ADN, los científicos encuentran una solución para construir un superconductor que pueda transformar la tecnología (2 de agosto de 2022, 2 de agosto de 2022) Obtenido el 2 de agosto de 2022 de https://phys.org/news/2022-08-dna-scientists- solución-superconductor-tecnología.html

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