Escala nanoscópica - Nanoscopic scale
La escala nanoscópica (o nanoescala ) generalmente se refiere a estructuras con una escala de longitud aplicable a la nanotecnología , generalmente citada como 1-100 nanómetros . Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro. La escala nanoscópica es (en términos generales) un límite inferior de la escala mesoscópica para la mayoría de los sólidos.
Para fines técnicos, la escala nanoscópica es el tamaño al que las fluctuaciones en las propiedades promediadas (debido al movimiento y comportamiento de partículas individuales) comienzan a tener un efecto significativo (a menudo un pequeño porcentaje) en el comportamiento de un sistema, y debe ser tenido en cuenta en su análisis.
La escala nanoscópica a veces se marca como el punto donde cambian las propiedades de un material; por encima de este punto, las propiedades de un material son causadas por efectos de 'masa' o 'volumen', es decir, qué átomos están presentes, cómo están unidos y en qué proporciones. Por debajo de este punto, las propiedades de un material cambian, y aunque el tipo de átomos presentes y sus orientaciones relativas siguen siendo importantes, los 'efectos de área de superficie' (también conocidos como efectos cuánticos ) se vuelven más evidentes: estos efectos se deben a la geometría del material (qué tan grueso es, qué ancho es, etc.), que, en estas bajas dimensiones, puede tener un efecto drástico en los estados cuantificados y, por lo tanto, en las propiedades de un material.
El 8 de octubre de 2014, se otorgó el Premio Nobel de Química a Eric Betzig , William Moerner y Stefan Hell por "el desarrollo de la microscopía de fluorescencia súper resuelta ", que lleva " la microscopía óptica a la nanodimensión". Las imágenes de súper resolución ayudaron a definir el proceso nanoscópico de presentación del sustrato .
Máquinas a nanoescala
Las máquinas moleculares a nanoescala más complejas son proteínas que se encuentran dentro de las células, a menudo en forma de complejos de múltiples proteínas . Algunas máquinas biológicas son proteínas motoras , como la miosina , que es responsable de la contracción muscular , la kinesina , que mueve la carga dentro de las células alejándola del núcleo a lo largo de los microtúbulos , y la dineína , que mueve la carga dentro de las células hacia el núcleo y produce el latido axonemal de las células móviles. cilios y flagelos . "En efecto, el [cilio móvil] es una nanomáquina compuesta de quizás más de 600 proteínas en complejos moleculares, muchas de las cuales también funcionan de forma independiente como nanomáquinas". " Los enlazadores flexibles permiten que los dominios de proteínas móviles conectados por ellos recluten a sus compañeros de unión e induzcan alosterio de largo alcance a través de la dinámica de los dominios de proteínas ". Otras máquinas biológicas son responsables de la producción de energía, por ejemplo, la ATP sintasa, que aprovecha la energía de los gradientes de protones a través de las membranas para impulsar un movimiento similar a una turbina que se utiliza para sintetizar ATP , la moneda de energía de una célula. Otras máquinas son responsables de la expresión génica , incluidas las ADN polimerasas para replicar el ADN, las ARN polimerasas para producir ARNm , el espliceosoma para eliminar intrones y el ribosoma para sintetizar proteínas . Estas máquinas y su dinámica a nanoescala son mucho más complejas que cualquier máquina molecular que haya sido construida artificialmente.
Ver también
Referencias
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