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(noticias nanowerk) Matilda Backholm no esperaba dedicarse al soplado de vidrio como parte de su primer doctorado. Pero en sus intentos por encontrar una forma más sensible de medir cómo nadan los organismos diminutos, construir sus propias herramientas resultó ser la mejor opción.
Backholm, ahora profesor asistente en la Universidad de Aalto, no sólo domina este exclusivo sensor de fuerza de micropipeta de vidrio, sino que también amplía su uso para revelar los complejos patrones de natación de la salmuera.
Con sólo un milímetro de longitud, la salmuera de la última investigación de Backholm ocupa el espacio entre los organismos microscópicos y macroscópicos. Pero no se deje engañar por su pequeño tamaño: el comportamiento de natación de estos animales mesoscópicos podría proporcionar un modelo útil para el incipiente campo de la mesorobótica.
El Consejo Europeo de Investigación anunció el 5 de septiembre que concederá a Backholm una subvención inicial de 1,5 millones de euros. Con estos fondos, Backholm espera embarcarse en esta investigación básica.
«Es un gran lujo tener este proyecto de cinco años de duración, en el que sólo podemos aspirar a la excelencia en la ciencia», afirma Backholm. «En última instancia, el objetivo de nuestra investigación es comprender la física. Soy un gran admirador de este tipo de ciencia curiosa, donde realmente podemos plantear las grandes preguntas».
Las grandes preguntas
¿Cómo maniobran los camarones en salmuera a través del complejo régimen de un mundo de mesoescala? ¿Cómo cambia la hidrodinámica cuando un par de camarones nadan muy juntos? ¿Qué tal un banco de camarones? Éstas son algunas de las preguntas que Backholm espera responder con sus experimentos.
En el mundo macroscópico conocido, la dinámica de la natación está dominada por la inercia. Cuando se vuelve muy pequeña, la viscosidad se vuelve más importante. Pero ¿qué pasa en el medio, en el reino donde nadan las artemias? Backholm dice que medir su comportamiento será difícil porque sus movimientos dependen del tiempo y no son lineales.
Este es el plan: Backholm atrapará el camarón con la punta del sensor de fuerza de la micropipeta, una aguja de vidrio hueca y flexible que utiliza succión para controlar al sujeto. A continuación se analiza la posición de la micropipeta bajo el microscopio y cualquier ligero movimiento provocado por la natación del camarón permite a Backholm determinar la fuerza.
Ella planea realizar estos experimentos con camarones individuales y con grupos de hasta siete camarones. Al estudiar su comportamiento de natación individualmente y en cardúmenes, Backholm ampliará los datos limitados que tenemos sobre organismos de este tamaño.
De la investigación a la robótica
Los hallazgos de Backholm allanarán el camino para una mejor comprensión del movimiento de mesoescala. A corto plazo, esto podría estimular más investigaciones sobre organismos de mesoescala, un área poco estudiada de la física de la materia viva, pero a largo plazo, este trabajo podría proporcionar información importante para construir enjambres de mesorobots con aplicaciones biomédicas. Piense en una «cirugía tragable», dice Backholm.
«Estos camarones han evolucionado durante un período de tiempo muy largo para nadar como lo hacen. En lugar de empezar desde cero, podemos aprender de la naturaleza”, afirma Backholm. «Si queremos construir un pequeño enjambre de robots, el patrón de nado, la frecuencia y el tipo de movimiento de la salmuera pueden decirnos cómo hacer que los robots sean lo más eficientes posible».
Los enjambres de robots mesoscópicos pueden parecer ciencia ficción (y de hecho, esa tecnología aún está muy lejos), Backholm dice que la libertad para realizar este tipo de investigación fundamental es un requisito previo para tales avances.
«Tenemos que entender que para poder producir algo artificialmente nosotros mismos, primero tenemos que hacer este trabajo preliminar», afirma. «El propósito de este proyecto es lograr la excelencia científica, y nuestro único objetivo es lograr precisamente eso».
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