Madrid 05 de Marzo 2014 "Pescando" polímeros para aprender sobre su comportamiento mecánico Investigadores de IMDEA Nanociencia en colaboración con colegas de la Universidades de Basilea y Berlín logran levantar cadenas moleculares aisladas desde una superficie de oro con la punta de un microscopio de fuerza atómica (AFM), pudiendo llegar a estimar la fuerza con la que se desprenden y la energía de enlace de las moléculas. Los resultados han sido publicados en la prestigiosa revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) . La microscopía de fuerza atómica es un método utilizado normalmente para obtener, con una resolución muy alta, imágenes de la superficie de materiales. La punta afilada del microscopio se utiliza para explorar la superficie línea por línea. La resolución es tan alta, que se pueden observar átomos individuales. “Este método es más o menos equivalente a la utilización del pico de una montaña para escanear la superficie de una pelota de tenis” dice el doctor Enrico Gnecco de IMDEA Nanociencia. Con un método mejorado, los científicos ahora son capaces de investigar el comportamiento mecánico de un solo polímero mientras que se tira de una superficie. Con la punta del AFM, los investigadores fueron capaces de “pescar” cadenas individuales de moléculas (polímeros) desde una superficie de oro. La interacción molécula-superficie durante la tracción es tan débil que cada eslabón de la cadena (unidad molecular) se desprende casi aisladamente. Por lo tanto, toda la cadena se puede sacar casi verticalmente. Mediante el análisis de las oscilaciones observadas, los investigadores son capaces de hacer estimaciones cuantitativas de la energía de enlace de cada unidad molecular. Movimiento sin fricción Además, los experimentos mostraron que los polímeros podrían ser arrancados sin ejercer casi fuerzas laterales. Este notable comportamiento de movimiento casi sin fricción se predijo con un modelo teórico y ahora se ha verificado experimentalmente con moléculas sobre una superficie de oro. Nunca antes se había estudiado el comportamiento mecánico de polímeros aislados durante la tracción en una superficie a resolución a escala atómica y ahora por primera vez se dispone de información detallada del proceso instituto madrileño de estudios avanzados nanociencia Faraday, 9 Ciudad Universitaria de Cantoblanco 28049 Madrid · España teléfono +34 91 2998710 / 8800· fax +34 91 2998725 · e-mail contacto.nanociencia@imdea.org Estas investigaciones no sólo son de interés para el campo de la física, sino también para la biología y la química, ya que este método de “pescar” polímeros de una superficie también se puede aplicar a moléculas biológicas. Hasta ahora, se ha obtenido información valiosa en el plegamiento de ADN y proteínas. Este nuevo método abre las puertas a la investigación de las reacciones químicas de pequeñas unidades secundarias de biopolímeros o cadenas poliméricas complejas bajo la influencia de fuerzas de tracción y nanopartículas catalíticas. Fig. 1 La punta de un AFM tirando una cadena molecular verticalmente desde una superficie de oro (Ilustración: Enrique Sahagun, Scixel SA) Fuente original Shigeki Kawai, Matthias Koch, Enrico Gnecco, Ali Sadeghi, Rémy Pawlak, Thilo Glatzel, Jutta Schwarz, Stefan Goedecker, Stefan Hecht, Alexis Baratoff, Leonhard Grill and Ernst Meyer Quantifying the atomic-level mechanics of single long physisorbed molecular chains PNAS Early Edition |doi: 10.1073/pnas.1319938111 instituto madrileño de estudios avanzados nanociencia Faraday, 9 Ciudad Universitaria de Cantoblanco 28049 Madrid · España teléfono +34 91 2998710 / 8800· fax +34 91 2998725 · e-mail contacto.nanociencia@imdea.org