La luz deforma diminutas partículas de polímero en laboratorio

Basta con iluminar con luz ultravioleta una partícula de polímero de unos pocos micrómetros para que cambie de forma. Investigadores de la Universidad de Ehime han seguido ahora ese cambio desde una sola molécula hasta la partícula entera. Su estudio, publicado en Macromolecules, muestra que un suceso a escala molecular se amplifica en una deformación visible de partículas de varios a decenas de micrómetros de tamaño.

El azobenceno es la molécula central del trabajo. Cambia de forma de manera reversible bajo luz ultravioleta y visible, por lo que lleva años utilizándose en materiales que responden a la luz. La mayoría de los estudios sobre su deformación se han centrado en películas y materiales masivos. Lo que ocurre dentro de partículas microscópicas estaba poco comprendido, y el camino estructural que va desde un cambio molecular hasta una modificación de la forma de la partícula seguía sin estar claro.

El equipo, dirigido por Tomomichi Itoh, resolvió esta cuestión al incorporar las unidades de azobenceno directamente en la cadena principal del polímero, la columna vertebral que mantiene unida la molécula. Cada unidad pasa de su forma trans a su forma cis bajo la luz, lo que altera la forma de la cadena a la que pertenece. El efecto se transmite después hacia arriba: las cadenas del polímero se reorganizan, la organización interna de la partícula se reordena y la partícula acaba deformándose. Los investigadores describen esto como una secuencia de niveles estructurales vinculados, desde la fotoisomerización hasta la deformación de la micropartícula, y no como un efecto aislado.

La ganancia, por ahora, es un método. Los diseñadores de micropartículas sensibles a la luz disponen ahora de una vía documentada que relaciona el diseño molecular con la forma de la partícula, y los autores citan las micromáquinas accionadas por luz y las micropartículas funcionales como posibles aplicaciones. No se informa de ningún prototipo, y los investigadores no ofrecen un calendario para uno. Quienes quieran construir estos dispositivos tendrán que demostrar que la deformación puede controlarse y repetirse en un sistema operativo.

Los trabajos también dejan lagunas. No ofrecen cifras sobre la fuerza o la velocidad de la deformación, y las partículas se estudiaron en el laboratorio y no en ningún entorno real. Lo que el trabajo establece es el mecanismo en sí: un cambio pequeño y reversible en una molécula puede remodelar una partícula muchas veces mayor, y ahora se puede seguir la cadena de pasos intermedios.