¿Te imaginas moléculas que luzcan como pequeños seres humanos a escala nanométrica? Pues bien, los NanoPutienses son precisamente eso: curiosas estructuras orgánicas creadas en la Universidad de Rice, cuya forma peculiar imita a la de los humanos.
Desde NanoAtletas hasta NanoBailarines, estos compuestos consiguen variar su forma a través de diversas técnicas de síntesis orgánica, consiguiendo un ejemplo perfecto de unión entre arte, química y divulgación. Pero, ¿qué hace posible esta sorprendente semejanza con formas humanas? ¿Y cómo son creadas concretamente?
LAS MOLÉCULAS NANOPUTIENSES
Los NanoPutienses fueron descritos por primera vez por Stephanie H. Chanteau y por James M. Tour en el artículo “Synthesis of Anthropomorphic Molecules: The NanoPutians” y sintetizados en el año 2003 en la Universidad de Rice, como parte de un programa educativo. Se trata de una curiosa serie de moléculas orgánicas que exhiben formas sorprendentemente familiares a las del cuerpo humano: constan de dos anillos bencénicos conectados por una serie de átomos de carbono, formando así el cuerpo humanoide, mientras que cuatro unidades de acetileno con grupos alquilo en sus extremos representan las manos y las piernas. La cabeza está simbolizada por un anillo 1,3-dioxolano.
La síntesis de estas estructuras depende, en gran medida, de la reacción de Sonogashira, una técnica en química orgánica que permite la formación de enlaces entre átomos de carbono y alquinos. Además de esta, también se usan otras técnicas para modificar y diversificar estas curiosas estructuras, como es la sustitución del grupo 1,3-dioxolano con diferentes anillos, lo que da lugar a diferentes variantes como el NanoAtleta, el NanoPeregrino o el NanoBoinaVerde.
Un aspecto muy característico es la capacidad que tienen estas moléculas para interactuar con superficies de oro, lo cual se consigue gracias a la adición de grupos funcionales tiol en las extremidades, lo que les permite “apoyarse” en esas superficies.
El nombre “NanoPutian” tiene como origen un juego de palabras que combina “nano”, en referencia a la escala nanométrica de estas moléculas, y “liliputiense”, una raza ficticia de seres humanos diminutos de la novela de Jonathan Swift, Los viajes de Gulliver, haciendo así referencia a su sorprendente semejanza con formas humanas a pesar de su pequeño tamaño. Los NanoPutienses no son solo un logro en síntesis orgánica, sino que también son una herramienta única y útil para la divulgación científica y la educación en ciencia, fusionando la creatividad con la rigurosidad.
NANONIÑOS, NANOATLETAS Y NANOBAILARINES
Para crear las diferentes figuras de los NanoPutienses, los científicos utilizaron una serie de procesos químicos que les permitían obtener esas formas humanas tan características. Primeros, construyeron la parte superior del “nanoniño”, utilizando p-dibromobenceno y yodo para formar el tórax y los “muñones” de los brazos. Luego, formaron el cuello y la cabeza añadiendo grupos funcionales específicos y utilizando catalizadores ácidos. De hecho, para hacer más reactiva esta parte superior, reemplazaron los átomos de bromo con yodo.
Por su parte, la parte inferior del cuerpo se sintetizó en etapas separadas, utilizando reacciones químicas para construir las piernas y los pies del NanoPutiense. Una vez completadas tanto la parte superior como la inferior, estas se unen utilizando un catalizador especial basado en paladio o cobre. Incluso fueron capaces de agregarle “zapatos” a los NanoPutienses utilizando azufre en la estructura, lo que les permitió unir varias moléculas y dar lugar a figuras de bailarines.
Pero lo más interesante es que los científicos lograron cambiar la cabeza del NanoPutiense para crear diferentes personalidades, como atletas, escolares, cocineros o príncipes. Es lo consiguieron irradiando el compuesto obtenido con microondas y un exceso de un diol específico, junto con ácido p-toluenosulfónico como catalizador. Dependiendo del diol utilizado, se podían obtener diferentes tipos de cabezas.
EL PROGRAMA EDUCATIVO NANOKIDS
Esta fusión de ciencia y arte tiene origen en el programa educativo NanoKids, una plataforma innovadora que buscar acercar las complejidades de la química y la nanotecnología a los estudiantes de una manera atractiva e interesante. Con una inversión significativa y el respaldo de diversas instituciones y empresas, NanoKids ofrece una amplia gama de recursos educativos, incluyendo entre ellos clips de vídeo, juegos interactivos o aplicaciones, todas ellas lideradas por la molécula NanoKid.
A través de estos medios, los estudiantes tienen la posibilidad de explorar conceptos científicos fundamentales de una manera realmente accesible y creativa, promoviendo un mayor interés y comprensión en disciplinas clave, como la química, la física, la biología, o la ciencia de los materiales a nivel molecular.
