Chips llenos de virus
Los virus aportan vida a los semiconductores
Es muy posible que las líneas de montaje del futuro nos resulten irreconocibles. En realidad, es muy posible que no podamos verlas sin utilizar un microscopio. Investigadores de la Universidad de Texas aseguran que los virus pueden producir elementos semiconductores microscópicamente pequeños y uniformes, para crear componentes que podrán ser utilizados para fabricar ordenadores y otros dispositivos electrónicos.
En el proceso utilizado por la Universidad de Texas se combinan proteínas procedentes de virus con elementos inorgánicos utilizados con frecuencia como semiconductores. Esto da por resultado híbridos que se conocen como “materiales biocompuestos”. Entre los materiales de composición biológica existentes en la Naturaleza están los huesos y las conchas de moluscos. Una vez que las proteínas se unen a partículas inorgánicas específicas son capaces de crear una forma o esquema molecular deseado.
Los científicos de la Universidad de Texas analizaron 100 millones de virus antes de determinar cuál de ellos funcionaba mejor con materiales específicos. Sólo se clonaron las proteínas que se unían estrechamente con el material inorgánico. Los investigadores comparan este trabajo con reunir a 100 millones de personas que intentan abrir una misma puerta hasta encontrar a la que posee la llave correcta. La llave existe ya en la naturaleza. Puede tomarse como ejemplo la concha del molusco conocido como “abalone”, sencilla pero muy resistente, que es un producto biocompuesto natural consistente en un 2% de materiales orgánicos y 98% inorgánicos. Las conchas de abalone, formadas por cristales de carbonato de calcio extraídos del agua marina y mantenidos unidos mediante una mezcla de proteínas y azúcares complejos, son tan fuertes o más que los materiales cerámicos sintéticos más avanzados.
Los animales producen materiales biocompuestos como el hueso y los cartílagos, y las criaturas marinas invertebradas se rodean de conchas formadas por materiales biocompuestos. Así, los dientes de las ballenas están formados de un material llamado baleno, un producto muy parecido al plástico y que se utilizó en un tiempo en la fabricación de corsés. Los dientes, huesos, uñas y pelo humanos son también materiales biocompuestos.
Estos materiales constituyen ahora el punto de partida para los modernos investigadores. El objetivo actual es cotrolar el crecimiento y la ubicación de los cristales y la unión o ligazón de las nanopartículas, utilizando para ello herramientas de la Naturaleza.
Los sistemas vivos forman estructuras organico-inorgánicas mediante procesos que reaccionan ante estímulos locales, son auto-correctivos y están sujetos a procesos de agrupamiento-desagrupamiento. Comprendiendo los procesos mediante los que la Naturaleza produce los materiales, pueden diseñarse materiales nuevos que presenten algunas de estas características deseadas.
Los científicos han identificado ya proteínas situadas en los extremos de algunos virus, que son capaces de diferenciar entre aleaciones de semiconductores y que se unen a aleaciones específicas. Esta especificidad selectiva es crítica. Aunque esto parece ciencia ficción, y faltan aún años para conseguirlo, la especificidad selectiva significa que podrían depositarse todos los componentes en una “cuba virtual” y crear así productos considerablemente complejos y sofisticados. Las instrucciones estarían en las partes propiamente dichas y no en un sistema generador maestro que pondría en orden el proceso. Así, los científicos podrían utilizar virus para “criar” partes electrónicas para transistores, cables, conectores, sensores y chips considerablemente más pequeños que cualquier cosa que se fabrique hoy día. Los componentes serían tan pequeños que los científicos tendrían que utilizar fuerza atómica y microscopios electrónicos para verlos.
Estas son excelentes noticias para el sector de la electrónica, que según diversos expertos está llegando rápidamente a los límites actuales de miniaturización. En la electrónica, lo más pequeño es también más rápido, más barato y más conveniente, tanto que el gobierno de Estados Unidos ha declarado la nanotecnología como una prioridad nacional en investigación.
Los científicos están trabajando también en utilizar otras proteínas como asistentes biológicos. Así, la cutícula de las cucarachas, que contiene una proteína esponjosa y elástica que no aumenta de tamaño frente a solventes orgánicos, puede ser la fuente para producir guantes similares a los de caucho en el futuro.
Un híbrido de proteína de gusano de seda y fibrolectina –una proteína de la sangre que aumenta la adherencia celular– es un medio ideal para cultivar células en el laboratorio. La proteína elastina podría ser la base de un material que podría ser convertido en tubos similares a los vasos sanguíneos. Y algún día, los productos basados en el petróleo podrían ser sustituidos por materiales producidos por proteínas sintetizadas por organismos.
Aunque faltan aún años para una comercialización de estas “imitaciones biológicas”, los componentes microscópicos de base biológica se acercan cada vez más a hacerse realidad.
En el proceso utilizado por la Universidad de Texas se combinan proteínas procedentes de virus con elementos inorgánicos utilizados con frecuencia como semiconductores. Esto da por resultado híbridos que se conocen como “materiales biocompuestos”. Entre los materiales de composición biológica existentes en la Naturaleza están los huesos y las conchas de moluscos. Una vez que las proteínas se unen a partículas inorgánicas específicas son capaces de crear una forma o esquema molecular deseado.
Los científicos de la Universidad de Texas analizaron 100 millones de virus antes de determinar cuál de ellos funcionaba mejor con materiales específicos. Sólo se clonaron las proteínas que se unían estrechamente con el material inorgánico. Los investigadores comparan este trabajo con reunir a 100 millones de personas que intentan abrir una misma puerta hasta encontrar a la que posee la llave correcta. La llave existe ya en la naturaleza. Puede tomarse como ejemplo la concha del molusco conocido como “abalone”, sencilla pero muy resistente, que es un producto biocompuesto natural consistente en un 2% de materiales orgánicos y 98% inorgánicos. Las conchas de abalone, formadas por cristales de carbonato de calcio extraídos del agua marina y mantenidos unidos mediante una mezcla de proteínas y azúcares complejos, son tan fuertes o más que los materiales cerámicos sintéticos más avanzados.
Los animales producen materiales biocompuestos como el hueso y los cartílagos, y las criaturas marinas invertebradas se rodean de conchas formadas por materiales biocompuestos. Así, los dientes de las ballenas están formados de un material llamado baleno, un producto muy parecido al plástico y que se utilizó en un tiempo en la fabricación de corsés. Los dientes, huesos, uñas y pelo humanos son también materiales biocompuestos.
Estos materiales constituyen ahora el punto de partida para los modernos investigadores. El objetivo actual es cotrolar el crecimiento y la ubicación de los cristales y la unión o ligazón de las nanopartículas, utilizando para ello herramientas de la Naturaleza.
Los sistemas vivos forman estructuras organico-inorgánicas mediante procesos que reaccionan ante estímulos locales, son auto-correctivos y están sujetos a procesos de agrupamiento-desagrupamiento. Comprendiendo los procesos mediante los que la Naturaleza produce los materiales, pueden diseñarse materiales nuevos que presenten algunas de estas características deseadas.
Los científicos han identificado ya proteínas situadas en los extremos de algunos virus, que son capaces de diferenciar entre aleaciones de semiconductores y que se unen a aleaciones específicas. Esta especificidad selectiva es crítica. Aunque esto parece ciencia ficción, y faltan aún años para conseguirlo, la especificidad selectiva significa que podrían depositarse todos los componentes en una “cuba virtual” y crear así productos considerablemente complejos y sofisticados. Las instrucciones estarían en las partes propiamente dichas y no en un sistema generador maestro que pondría en orden el proceso. Así, los científicos podrían utilizar virus para “criar” partes electrónicas para transistores, cables, conectores, sensores y chips considerablemente más pequeños que cualquier cosa que se fabrique hoy día. Los componentes serían tan pequeños que los científicos tendrían que utilizar fuerza atómica y microscopios electrónicos para verlos.
Estas son excelentes noticias para el sector de la electrónica, que según diversos expertos está llegando rápidamente a los límites actuales de miniaturización. En la electrónica, lo más pequeño es también más rápido, más barato y más conveniente, tanto que el gobierno de Estados Unidos ha declarado la nanotecnología como una prioridad nacional en investigación.
Los científicos están trabajando también en utilizar otras proteínas como asistentes biológicos. Así, la cutícula de las cucarachas, que contiene una proteína esponjosa y elástica que no aumenta de tamaño frente a solventes orgánicos, puede ser la fuente para producir guantes similares a los de caucho en el futuro.
Un híbrido de proteína de gusano de seda y fibrolectina –una proteína de la sangre que aumenta la adherencia celular– es un medio ideal para cultivar células en el laboratorio. La proteína elastina podría ser la base de un material que podría ser convertido en tubos similares a los vasos sanguíneos. Y algún día, los productos basados en el petróleo podrían ser sustituidos por materiales producidos por proteínas sintetizadas por organismos.
Aunque faltan aún años para una comercialización de estas “imitaciones biológicas”, los componentes microscópicos de base biológica se acercan cada vez más a hacerse realidad.
