Científicos de la universidad de Rice construyeron el coche más pequeño del mundo, una sola molécula o "nanocarro" que contiene un chasis, ejes y cuatro ruedas de buckyball.

"La síntesis y la prueba de nanocarros y de otras máquinas moleculares está proporcionando una penetración crítica en nuestras investigaciones de fabricación molecular", dijo James M. Tour, uno de los dos investigadores del proyecto y profesor de ingeniería industrial, en un articulo de investigación accesible en línea.

"Quisiéramos mover objetos y trabajar eventualmente de una manera controlada en la escala molecular, y estos vehículos son grandes pruebas de ello. Nos están ayudando aprender los principios basicos", dijo.

El “nanocarro” consiste de un chasis y ejes hechos de grupos orgánicos bien definidos con una suspensión que gira y los ejes que rotan libremente. Las ruedas son de buckyballs, esferas del carbono puro que contienen 60 átomos cada uno.

El coche entero mide apenas de 3 a 4 nanómetros de espesor, haciéndolo levemente más ancho que un filamento de ADN. Un cabello humano, por comparación, tiene cerca de 80 mil nanómetros de diámetro.

Otros grupos de investigación han creado objetos en nanoescala con forma de automóviles, pero el científico Kevin F. Kelly,coautor , dijo que el vehículo de Rice es el primero que funciona realmente como un coche, al rodar en cuatro ruedas perpendicularmente a la dirección de sus ejes.

Kelly y su grupo, expertos en microscopia de exploración en efecto túnel (STM) proveyeron las medidas y evidencia experimental que verificó el movimiento de rodamiento.

"Es bastante fácil construir objetos en nanoescala que resbalan en una superficie," aseguro Kelly. "Probar que haciamos rodamiento, no deslizándonos o resbalando, era una de las partes más difíciles de este proyecto". Para hacer eso, Kelly y el estudiante graduado Andrew Osgood midieron el movimiento de los nanocarros a través de una superficie de oro.

A temperatura ambiente, los enlaces eléctricos fuertes sostienen las ruedas de buckyball firmemente contra el oro, pero temperaturas cercanas a los 200 grados centígrados los libera para rodar. Para probar que los coches rodaban, kelly y Osgood tomaron imágenes de STM cada minuto y miraron los coches progresar.

Como los ejes de los “nanocarros” son levemente más largos que la distancia entre ellos, la distancia entre los ejes podría determinar la manera que los coches serían orientados y si se moverían perpendicularmente con respecto a la de éstos.

Además, el equipo de Kelly encontró una manera de asir los coches con una extremidad de la punta de prueba del STM y tirar de ellos. Las pruebas demostraron que era más fácil arrastrar los coches en la dirección de rotación de la rueda que tirar de ellos de lado.

La creación de los nanocarros también produjo desafíos importantes. El grupo de investigación pasó casi ocho años perfeccionando las técnicas usadas para lograrlo. Mucho retrasos se debían a la manera de unir las ruedas del buckyball sin destruir el resto del coche. El metal paladio fue utilizado como catalizador en la formación de los ejes y del chasis.

Los buckyballs tenían una tendencia a bloquear las reacciones del paladio, así que encontrar el método adecuado para unir las ruedas implicó muchas sesiones de ensayo y error.

El equipo de Rice diseñará un nanocarro conducido por luz y un nanotráiler que será capaz de llevar una carga útil.