Difícilmente alguien no ha visto o no ha escuchado sobre una película clásica, en la cual un grupo de científicos debe miniaturizarse e ingresar, en una nave, al interior del cuerpo de un paciente para salvarle la vida. Dejando de lado lo entretenida que puede ser esa película (que de hecho lo es), el tema que ella trata es uno recurrente en la ciencia ficción, y aunque no lo crean, actualmente podrían existir los medios para «navegar» al interior del cuerpo humano si no fuese por un detalle crítico que se resume en la imposibilidad de implementar un sistema de propulsión para esos fines. Bueno, eso era hasta ahora.
Un sistema de propulsión, lo suficientemente pequeño para que robots microscópicos puedan navegar al interior del cuerpo humano, ha sido diseñado por investigadores en Carolina del Norte.
Tal como se los habíamos mencionado, la ausencia de un método de propulsión que funcionase, conformaba una de las principales restricciones por las cuales no se habían desarrollado robots para estos fines, debido a que habían resultado infructuosos los intentos para miniaturizar motores que requieren combustible o baterías para operar. A pesar de lo anterior, la respuesta podría encontrarse en un simple diodo, de acuerdo a Orlin Velev de la Universidad del Estado de Carolina del Norte en Raleigh.
Trabajando en conjunto con científicos de la Universidad de Hull, en Inglaterra, el equipo de Velev, recientemente llevó a cabo un experimento en el cual un diodo que flotaba en un estanque de agua salada, era expuesto a un campo eléctrico variable. Al inducir una corriente por el diodo, un campo eléctrico se creaba entre los contactos eléctricos de éste y producía movimiento.
La propulsión ocurre debido a que la corriente en el diodo acelera los iones del fluido en el cual se encuentra el dispositivo. Por la Ley de Newton de Acción y Reacción, los iones empujan en una dirección, permitiendo que el diodo se mueva en la opuesta. De hecho, el llamado «flujo electro-osmótico localizado de una partícula» («particle-localized electro-osmotic flow«) incluso es capaz de proporcionar un mecanismo de viraje. En efecto, el flujo puede ser dirigido hacia el cátodo o el ánodo del diodo dependiendo de la carga superficial. Velev indicó en una entrevista al New Scientist que los microdispositivos construidos fueron capaces de alcanzar velocidades de varios milímetros por segundo.
«Dos diodos de Velev, equipados con LEDs que hacen las veces de luces»
La teoría ha entusiasmado a la comunidad de investigadores pero todavía queda mucho trabajo por hacer para recrear estos avances en una escala nanométrica. En efecto, los dispositivos creados por Velev pueden ser medidos en milímetros, haciéndolos muy grandes para poder trabajar al interior del cuerpo humano.
El trabajo del equipo de investigadores de Velev, denominado «Partículas y microbombas autopropulsadas y remotamente energizadas basadas en diodos miniaturas» («Remotely powered self-propelling particles and micropumps based on miniature diodes«), fue recientemente publicado en la revista Nature Materials.