Lo que parece ciencia ficción empieza a hacerse realidad: máquinas moleculares hechas de ADN sintético capaces de trabajar como nanorobots, procesar información o incluso aprender como si fueran diminutas redes neuronales.
Aunque uno de los mayores retos para estas tecnologías ha sido cómo alimentarlas de energía para que puedan reutilizarse.
Un equipo del California Institute of Technology (Caltech), liderado por la profesora Lulu Qian y el investigador Tianqi Song, acaba de proponer una solución innovadora: usar el calor como fuente de energía renovable para estas máquinas a nanoescala.
ADN como material de construcción
Los investigadores de Caltech llevan años explorando las propiedades únicas del ADN, que no solo porta información genética, sino que también puede funcionar como un material programable para construir circuitos moleculares.
Estos circuitos permiten desde nanorobots capaces de transportar cargas hasta sistemas que reconocen patrones, como números escritos a mano.
El gran obstáculo era que los sistemas solo podían funcionar una vez antes de quedar inutilizables.
El truco: “atrapar” energía en trampas cinéticas
La nueva técnica se inspira en un fenómeno llamado trampa cinética, comparable a un resorte comprimido que almacena energía.
Los científicos diseñaron moléculas de ADN que se pliegan en configuraciones inestables y liberan esa energía almacenada cuando se activa un “catalizador” que desbloquea la reacción.
Al aplicar calor, las estructuras de ADN se “reinician”, recuperando su estado comprimido y quedando listas para un nuevo ciclo de trabajo.
“El calor está en todas partes y es fácil de acceder”, explica Qian. “Con el diseño adecuado, puede recargar estas máquinas una y otra vez sin dejar residuos, a diferencia de las baterías químicas”.
Computación sostenible a nivel molecular
El equipo demostró que este sistema funciona tanto en redes neuronales moleculares como en circuitos lógicos, dos bases fundamentales de la computación clásica.
Esto significa que las máquinas de ADN pueden operar continuamente, recargarse y realizar múltiples tareas a lo largo del tiempo.
Además, el concepto no se limita al calor: en el futuro podrían usarse otras fuentes, como la luz o gradientes químicos, para mantener estos sistemas activos.
Aplicaciones a futuro
Qian imagina aplicaciones revolucionarias:
- Materiales autorreparables, como recubrimientos de aviones que detectan y reparan grietas de forma automática.
- Lentes de contacto inteligentes, que se ajustan de manera continua a los cambios en la visión.
- Medicamentos “vivos”, capaces de aprender y evolucionar dentro del cuerpo para combatir enfermedades durante toda la vida del paciente.
Lo que hoy parece un ejercicio de imaginación podría convertirse en una nueva generación de tecnologías bioinspiradas, donde las máquinas moleculares trabajen de manera sostenible y continua, muy similar a los sistemas vivos.