micronadador
Un micronadador es un objeto microscópico con la capacidad de moverse en un entorno fluido. [1] Los micronadadores naturales se encuentran en todas partes del mundo natural como microorganismos biológicos , como bacterias , arqueas , protistas , espermatozoides y microanimales .
Desde el cambio de milenio ha habido un interés creciente en la fabricación de micronadadores sintéticos y biohíbridos . Aunque solo han pasado dos décadas desde su aparición, ya se han mostrado prometedores para diversas aplicaciones biomédicas y ambientales. [1]
Dada la naturaleza reciente del campo, todavía no hay consenso en la literatura para la nomenclatura de los objetos microscópicos a los que este artículo se refiere como "micronadadores". Entre los muchos nombres alternativos que se dan a estos objetos en la literatura, los micronadadores, los micro/nanorobots y los micro/nanomotores son probablemente los que se encuentran con más frecuencia. Otros términos comunes pueden ser más descriptivos, incluida la información sobre la forma del objeto, por ejemplo, microtubo o microhélice, sus componentes, por ejemplo, biohíbrido, spermbot, [2] bacteriabot, [3] o micro-bio-robot, [4] o comportamiento , por ejemplo, microcohete, microbala, microherramienta o microrrodillo. Los investigadores también han nombrado a sus micronadadores específicos, por ejemplo, medibots, [5] hairbots, [6]iMushbots, [7] IRONSperm, [8] teabots, [9] biobots, [10] T-budbots, [11] o MOFBOTS. [12] [1]
En 1828, el biólogo británico Robert Brown descubrió el movimiento incesante del polen en el agua y describió su hallazgo en su artículo "A Brief Account of Microscopical Observations…", [13] lo que llevó a una extensa discusión científica sobre el origen de este movimiento. Este enigma se resolvió recién en 1905, cuando Albert Einstein publicó su célebre ensayo Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen . [14] Einstein no solo dedujo la difusión de partículas suspendidas en líquidos inactivos, sino que también sugirió que estos hallazgos podrían usarse para determinar el tamaño de las partículas; en cierto sentido, fue el primer micro del mundo.reólogo _ [15]
Desde que Newton estableció sus ecuaciones de movimiento, el misterio del movimiento en la microescala ha surgido con frecuencia en la historia científica, como se demostró en un par de artículos que deben discutirse brevemente. Primero, un concepto esencial, popularizado por Osborne Reynolds , es que la importancia relativa de la inercia y la viscosidad para el movimiento de un fluido depende de ciertos detalles del sistema bajo consideración. [15] El número de Reynolds Re , nombrado en su honor, cuantifica esta comparación como una relación adimensional de fuerzas inerciales y viscosas características:
Aquí, ρ representa la densidad del fluido; u es una velocidad característica del sistema (por ejemplo, la velocidad de una partícula que nada); l es una escala de longitud característica (p. ej., el tamaño del nadador); y μ es la viscosidad del fluido. Tomando el fluido de suspensión como agua y utilizando los valores observados experimentalmente para u , se puede determinar que la inercia es importante para los nadadores macroscópicos como los peces ( Re = 100), mientras que la viscosidad domina el movimiento de los nadadores a microescala como las bacterias ( Re = 10 −4 ). [15]
"Rápido o lento, vuelve exactamente sobre su trayectoria y vuelve al punto de partida". [dieciséis]
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Dibujo del alga Chlamydomonas reinhardtii en un cocultivo con la bacteria Escherichia coli [57]
tiene una longitud de 1 μm
captura, entrega, detección y liberación
con capacidades de intervención médica [181]