La evaporación da energía a las esporas

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Arriba. Abajo. Arriba. Abajo. ((Muestre el video de elevación)) Ese es el poder de la evaporación y las ESPORAS. Estas esporas son bacterias secas e inactivas que se expanden con la humedad y se contraen cuando se secan. Cada uno mide aproximadamente una micra de largo, es decir, veinticinco milésimas de pulgada. Para aprovechar estos diminutos motores, los científicos de la Universidad de Columbia hicieron una pasta líquida de esporas y la pintaron sobre una cinta plástica delgada. A medida que las esporas absorben y pierden el agua que proviene de evaporación, las secciones de cinta actúan como músculos. Pueden levantar peso o abrir y cerrar persianas pequeñas. Incluso pueden accionar una rueda. Los músculos de las esporas sostienen diminutos pesos azules lejos del eje de la rueda cuando se expanden en una cámara húmeda. Los acercan cuando se contraen en el aire seco. El cambio de peso impulsa la rueda. Aunque el coche que propulsaron con este sistema es de juguete, la idea es grande. Y eventualmente, las máquinas también podrían serlo.

Por James Gorman

La ciencia siempre está buscando nuevas formas de explotar las fuentes naturales de energía: mejores molinos de viento, nuevos paneles solares, bombas de calor geotérmicas para las casas.

Pero los científicos de la Universidad de Columbia han ideado algo verdaderamente inusual: un método para usar diminutas esporas bacterianas para aprovechar un proceso de transferencia de energía que, a gran escala, es un factor muy importante en el clima y el clima del planeta: la evaporación.

Las esporas son bacterias secas e inactivas. Se expanden cuando absorben humedad y se contraen cuando la pierden. Los investigadores vieron que si podían controlar la evaporación, entonces podrían controlar la expansión y contracción de las esporas, que podrían usarse como pequeños músculos.

El problema es que son muy, muy pequeños. Cada espora tiene aproximadamente una micra de largo. Veinticinco mil de ellos colocados uno al lado del otro se estirarían alrededor de una pulgada. Lo que hicieron los científicos fue idear una forma de cerrar la brecha entre lo increíblemente pequeño y lo simplemente pequeño, para alimentar dispositivos como un coche de juguete para demostrar que su método puede funcionar.

Ozgur Sahin, el biólogo autor principal de un informe sobre el nuevo trabajo en Nature Communications, dijo que esta era solo una forma de alentar a otros a dar el siguiente salto. Dijo que el proceso que desarrollaron Xi Chen y otros en su laboratorio puede funcionar a una escala mucho mayor. Imagina algo del tamaño de un molino de viento, pero operado por evaporación. Llámalo un molino de humedad.

Manu Prakash, biofísico de la Universidad de Stanford, que no tuvo conexión con la investigación, dijo: "Lo que es hermoso es esta noción de convertir algo que es bacteriano, de una micra, en un material común y cotidiano con el que puedo diseñar. "

La investigación surgió de un proyecto anterior en el que el laboratorio del Dr. Ozgur investigaba las propiedades de las esporas bacterianas por otras razones. El equipo calculó la energía involucrada en la expansión y la contracción, y pensó que deberían tratar de aprovechar esa energía.

"¿Pero cómo usarlo?" recordó haberse preguntado en ese momento. Una espora no tenía ningún valor y se necesitaban millones en alguna forma práctica. Lo que hizo el equipo fue mezclar las esporas con pegamento diluido, creando una especie de pasta, que aplicaron a una fina cinta de plástico sobre la que se secó la pasta.

Las secciones de la cinta funcionaban como músculos artificiales, expandiéndose y contrayéndose con los cambios de humedad. Usando la cinta en diferentes configuraciones, el equipo del Dr. Sahin fabricó pequeños dispositivos para levantar pesas, abrir y cerrar persianas e incluso para impulsar un auto de juguete.

El laboratorio utilizó esporas de bacterias comunes del suelo que son ubicuas e inofensivas. En teoría, podrían volver a la vida activa, pero el Dr. Sahin dijo: "Las esporas se despiertan cuando hay un desencadenante, ciertos químicos o nutrientes. Ninguno de estos está presente" en los experimentos. El agua por sí sola no es un desencadenante.

Si, como espera el Dr. Sahin, los empresarios e ingenieros están lo suficientemente intrigados por el proceso como para buscar aplicaciones prácticas, la bacteria podría modificarse genéticamente para que sea aún menos probable que se despierte.

No es que las bacterias vivas del suelo representen un peligro, pero debido a que perderían la cubierta rígida que las mantiene como esporas, una resurrección bacteriana haría que cualquier dispositivo que usara energía de esporas fuera menos eficiente.

El Dr. Prakash dijo que vio "mucha inspiración biológica" en la investigación. Las plantas usan la evaporación de varias maneras: para bombear agua hacia árboles gigantes, por ejemplo, y para impulsar la dispersión explosiva de semillas cuando las vainas se secan.

El grupo de Columbia, dijo, usó el poder de la evaporación combinado con el inusual material en expansión de las esporas para crear algo completamente nuevo.

"La evaporación es hermosa", dijo.

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