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>>18/11/17 
     
 
Virus benignos producen materiales semiconductores para electrónica
Los organismos vivos hacen un buen trabajo formando cristales, como los que componen las conchas de adulón, por ejemplo. Pero hay otros muchos materiales inorgánicos, como los que componen los semiconductores, que los seres vivos no han conseguido producir. Sin embargo, eso podría cambiar con algo de ayuda de un diminuto virus benigno y una investigadora del Instituto de Tecnología de Massachussets (MIT). Partiendo de allí donde lo dejó la naturaleza, Ángela M. Belcher, ha inducido al virus a producir, en el último cómputo, unos 30 materiales inorgánicos con propiedades semiconductoras o magnéticas.

"Hemos obligado a los organismos a producir algunos de los materiales tecnológicamente interesantes con los que la naturaleza aún no ha tenido oportunidad de trabajar", explica Belcher, profesora asociada de ingeniería de materiales. Ahora, ella y su equipo han informado en la revista Science de que han alterado selectivamente el ADN de sus virus para generar una variedad de cables diminutos hechos con materiales magnéticos y semiconductores.

Esos cables podrían acabar formando parte de un circuito extremadamente pequeño en la siguiente generación de componentes electrónicos de alta velocidad cada vez más pequeños. "Es asombroso", comenta Belcher. "El virus no sólo fabrica este maravilloso semiconductor a temperatura ambiente, sino que además todos los cristales están alineados".

La forma de los nuevos cables no sólo ofrece belleza, sino también utilidad, dice William S. Rees hijo, director del Instituto de Diseño Molecular del Instituto de Tecnología de Georgia, que colabora en el Departamento de Seguridad Interior de Washington. "Todo el campo de la nanoelectrónica depende de la capacidad para producir en masa componentes baratos", ha dicho, "y Belcher ha abierto una puerta a esta producción".

[Belcher dirige los grupos del MIT en el consorcio Instituto de Colaboración en Biotecnología (ICB), en el que participan también el Instituto de Tecnología de California y la Universidad de California en Santa Bárbara. Este instituto, con financiación del Departamento de Defensa de EE UU por valor de 50 millones de dólares en cinco años, investiga mecanismos biológicos con aplicaciones en nuevos materiales].

La mayoría de los nanocables actuales tienden a tener una forma muy poco uniforme, pero Belcher ha producido formas enormemente regulares. "Las suyas tienen todas el mismo diámetro y longitud. Es similar al césped del jardín delantero de tu casa cuando está bien cortado y cada hoja tiene la misma altura". El equipo de Belcher usa el virus como andamiaje temporal sobre el que crecen los cristales. Primero alteran los virus mediante la inserción de unas cuantas cadenas de aminoácidos, denominadas péptidos, para que atraigan un material determinado, como el sulfuro de cinc o el sulfuro de cadmio. A medida que el material empieza a formar un cristal sobre el virus, Belcher añade componentes elementales de estos sulfuros en una solución, y los cristales crecen hasta convertirse en nanocables individuales. Entonces se retira el virus.

Es todo cuestión de afinidad, reconocimiento molecular y programación genética, dice Belcher. "Programamos los virus para que hicieran crecer un material determinado y con una longitud determinada", afirma. "Después eliminamos los virus y nos quedamos con cables semiconductores de monocristal. Los virus son buenos materiales para trabajar". Pero ya están empezando a trabajar con otros organismos.

Thomas N. Theis, director de ciencias físicas en el laboratorio de IBM en Haythorne (Nueva York), considera que el trabajo de Belcher está inmerso en el incesante intento de miniaturización de las estructuras electrónicas complejas y predice que tendrá gran impacto. "Este tipo de química podría revolucionar muchos procesos de fabricación, al hacerlos más baratos", afirma. La investigadora ha formado la sociedad Semzyme, con Evely L. Hu (Universidad de California en Santa Bárbara), para sacar la tecnología al mercado.

Belcher comenzó a investigar este método para fabricar nanocables a comienzos del año 2000, cuando consiguió una biblioteca de virus idénticos salvo por la inserción de ADN codificado para la producción de péptidos aleatorios. Quería ver si, por medio de los péptidos que producían, algunos de esos virus podían atraer a materiales semiconductores y ligarse con ellos. La mayoría no tuvieron consecuencias y fueron descartados. Cuando encontraron un virus prometedor, hicieron copias del mismo insertándole una célula bacteriana viva. "Así obtuvimos una población de virus con cierta afinidad a un semiconductor", dice. El grupo evaluó la atracción bajo condiciones cada vez más estrictas, multiplicando una y otra vez los candidatos adecuados. Gradualmente, el procedimiento se fue haciendo más eficiente. "Ahora sólo nos lleva dos semanas", dice.

Conseguido eso, Belcher empezó a usar los virus para crear nanocables. El proceso es independiente del virus usado. "Es realmente una herramienta genética para cultivar y organizar los nanocables para estos materiales semiconductores y magnéticos", opina Belcher. La investigadora señala además que el automontaje que realizaron sus materiales fue bastante diferente de la temida automultiplicación tan a menudo evocada por los enemigos de la nanotecnología. "Estos materiales no se multiplican", afirma. Se pueden programar para que se monten sólo en un lugar determinado y de una forma determinada. En el futuro, Belcher espera avanzar por toda la tabla periódica, fabricando materiales no sólo automontados sino también autorreparables. "Uno diseña un circuito, y si se produce una rotura, éste se puede reparar por sí solo", añade.

FUENTE | El País Digital
Autor: A. Eisenberg
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