La idea de màquines diminutes que executen tasques complexes ha estat el pilar de la ciència ficció durant moltes dècades. En la pel·lícula de 1966 Un viatge fantàstic, una submarí reduït a mida microscòpica és injectat en un humà per trobar i destruir un coàgul de sang mortal; i en 2002 en la novel·la "Presa" de Michael Crichton's, un eixam de nanorobots amenacen la destrucció global. Aquests esdeveniments continuen essent una fantasia, però la idea de nanorobot no és tan exagerada com pot semblar en un primer moment.
En la dècada passada, es van produir dos desenvolupaments fascinants en el camp de la nanotecnologia. Primer, gràcies a l'intens estudi sobre els àcids nucleics, es van dissenyar i sintetitzar les primeres molècules mòbils, conegudes amb el nom de DNA walkers o caminadors d'ADN. Aquestes molècules són impulsades per l'energia derivada d'un procés anomenat hibridació de l'ADN (procés en el qual cadenes complementàries simples d'ADN formen una cadena doble). Després, en l'any 2006, Paul Rothemund, va descobrir cóm doblegar les molècules d'ADN per obtenir la forma desitjada en dues dimensions i el va anomenar ADN origami.
Aquest treball mostra cóm s'han integrat els DNA walkers, l'ADN origami i altres nanotecnologies per programar el comportament de les nanomàquines en superfícies. Per una banda, Kyle Lund ha aconseguit controlar i dirigir el moviment dels DNA walkers pel camí desitjat mentre que Hongzhou Gu ha creat una cadena d'enssamblatge que constitueix el primer prototip d'una fàbrica molecular.
Aquest és el primer cop que s'han utilitzat sistemes de nanomàquines, en comptes de dispositius individuals, per realitzar operacions, constituint un avenç crucial en l'evolució de la nanotecnologia de l'ADN.
He escollit aquest tema perquè s'està desenvolupant actualment i perquè sempre m'ha interessat el món de la nanotecnologia, un món que avança dia dia i que de ben segur que jugarà un paper molt important en un futur. El principal objectiu d'aquest treball és apropar als lectors a la nanotecnologia i més concretament als nanorobots d'ADN. A partir de dos exemples d'aquests nanorobots analitzaré el seu funcionament i la seva composició.
El treball consta de cinc parts bàsiques: la primera part abasta dos punts i té com a objectiu introduir al lector al camp de la nanotecnologia i els nanorobots, la segona consta de dos punts dedicats a l'estudi de l'ADN origami: què és?, cóm es sintetitza? i exemples aplicats als nanorobots que analitzaré posteriorment; la tercera tracta sobre l'estudi de l'aranya molecular, un nanorobot d'ADN famós per haver aconseguit desplaçar-se fins a 100 nm; la quarta està dedicada a una cadena d'enssamblatge nanoscòpica que funciona gràcies a un altre nanorobot d'ADN, aquesta part tractarà tant el funcionament i les aplicacions de la cadena d'enssamblatge com del nanorobot que s'utilitza a més d'una simulació de tot el procés; i per últim, la cinquena part tocarà el tema de l'autoenssamblatge o Self-assembly però no s'explicarà en profunditat ja que és un tema molt complex.