A fines del siglo XIX, Francia organizó la primera carrera competitiva del mundo, y ahora, el país preparará el escenario para la próxima revolución en los deportes de motor: la primera carrera de "nanocoches".
Cuatro equipos competirán con vehículos pequeños hechos de una sola molécula en el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) en Toulouse el 28 de abril. La competencia se transmitirá en vivo en YouTube para los fanáticos del automovilismo y la ciencia de vanguardia.
Además de ofrecer un espectáculo, la competencia tiene como objetivo demostrar las capacidades crecientes de las llamadas máquinas moleculares. Tres académicos europeos ganaron el Premio Nobel de Química 2016 por demostrar la capacidad de diseñar y construir dispositivos a nivel molecular que funcionan como máquinas tradicionales al convertir la energía de entrada en trabajo mecánico.
Varios de los nanocoches que participan en la carrera tienen un diseño similar a los diseños de automóviles convencionales, pero otros imitan el movimiento de cosas tan variadas como orugas, aerodeslizadores y molinos de viento. Christian Joachim, investigador sénior en CNRS y director de NanoCar Race, dijo a Live Science que los organizadores estaban interesados en mantener el espíritu innovador de los primeros deportes de motor.
"En 1894, se organizó la primera carrera automovilística entre París y Rouen y, si se mira con atención, en ese momento decidieron mantener todo tipo de propulsión", dijo. "En nuestra competencia, tres autos de tres equipos diferentes tienen ruedas, un chasis, cosas así. Tres no son nada de eso. Aceptamos una gran variación de diseños moleculares a propósito para tratar de entender lo que funciona mejor".
La carrera es posible gracias a un microscopio de túnel de exploración (STM) único en su tipo. Un STM permite a los investigadores obtener imágenes y manipular átomos individuales utilizando una punta metálica ultrafina, pero el dispositivo alojado en el CNRS tiene cuatro puntas, lo que permite que cuatro usuarios diferentes trabajen en la misma superficie simultáneamente.
Estos consejos se utilizarán para entregar pequeños pulsos eléctricos a los vehículos, cada uno de los cuales consta de unos pocos cientos de átomos, para alimentarlos alrededor de un hipódromo hecho de átomos de oro. La estructura química de cada nanocoche ha sido especialmente diseñada para que la energía de estos pulsos la impulse hacia adelante, dijo Joachim.
La idea para la competencia surgió en 2013, pero los organizadores han tardado más de tres años en diseñar el hipódromo, adaptar el STM para la carrera y para que los equipos diseñen sus nanocoches.
Inicialmente, nueve equipos solicitaron participar y seis fueron seleccionados para avanzar a las etapas finales de la carrera. Solo cuatro nanocoches podrán participar en el día, por lo que los equipos mejor preparados serán elegidos poco antes de la carrera, según los organizadores de la carrera. A diferencia de otras competiciones de deportes de motor, no hay premios en juego para los equipos; los investigadores solo están compitiendo por un trofeo y derechos de fanfarronear.
La tecnología en el corazón de la carrera tiene aplicaciones potencialmente transformadoras en campos que van desde la medicina hasta la microelectrónica. Los avances en electrónica tradicionalmente se han basado en la miniaturización cada vez mayor de componentes como los transistores, dijo Joachim, y continuar esta tendencia eventualmente requerirá la capacidad de construir dispositivos átomo por átomo.
Esta realidad tecnológica puede estar muy lejos y es difícil predecir el máximo potencial de las máquinas moleculares, pero la carrera ayudará a responder preguntas importantes sobre su robustez frente a impulsos sostenidos desde el STM y la capacidad de coordinar múltiples dispositivos en el mismo superficie, añadió Joachim.
"Una lección que aprenderemos será: ¿podemos realmente poner cuatro moléculas diferentes en la misma superficie y conducirlas en la misma superficie?" él dijo. "Esto nunca se había hecho antes, así que aprenderemos la maquinaria, el software, la tecnología que nos permite hacer eso".
