Canal Curiosidades : Una bacteria 'alquimista' mueve objetos sin tocarlos y pone en jaque algunas leyes de la física

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E. coli demostró hace poco su talento como alquimista al transformar botellas de plástico en medicamentos para el párkinson. Ahora, un nuevo estudio publicado en la revista Nature Physics ha revelado que tiene una nueva habilidad: rotar objetos sin necesidad de tocarlos físicamente. En concreto, un experimento permitió documentar cómo estos microorganismos logran propulsar discos simétricos en entornos confinados mediante la manipulación de corrientes invisibles para el ojo. Potencialmente, la investigación abre la puerta a la creación de micromotores biológicos y al diseño de materiales inteligentes que aprovechen su energía.

Según las premisas clásicas de la mecánica de fluidos, solo los cuerpos con formas irregulares podían experimentar giros bajo la influencia bacteriana. No obstante, los investigadores fabricaron pequeñas piezas mediante impresión 3D a escala nanométrica que, pese a ser totalmente lisas, comenzaron a pivotar de manera persistente. Los expertos señalan que el factor determinante no fue la morfología del objeto, sino el confinamiento hidrodinámico que experimenta el fluido cuando E. coli se desplaza en canales microscópicos.

El secreto de esta fuerza motriz reside en la forma en que la E. coli se desplaza por el agua, donde su cuerpo rota en una dirección, mientras su flagelo lo hace en la opuesta. Esta interacción genera un dipolo de par hidrodinámico, una perturbación que altera la presión del líquido circundante y termina arrastrando las microestructuras sólidas. Según el estudio, el agua deja de actuar como un escenario estático para transformarse en una maquinaria de transmisión de energía sumamente eficiente y precisa.

Por qué es importante

Durante las pruebas de laboratorio, se observó que la velocidad del movimiento aumentaba significativamente cuando los discos contenían compartimentos internos complejos. Este fenómeno sugiere que los microcanales actúan como una especie de taller, donde cada ejemplar bacteriano se comporta como un remero coordinado por leyes físicas. La ausencia de colisiones mecánicas directas confirma que el motor es puramente de origen hidrodinámico, permitiendo un control sobre el movimiento que antes se consideraba imposible.

El descubrimiento tendría un impacto directo en la biomedicina y, especialmente, en el estudio de las biopelículas que protegen a las colonias infecciosas. Entender cómo los microorganismos transmiten fuerzas en espacios reducidos facilitará el desarrollo de nuevas superficies médicas antibiofilm y terapias más disruptivas. Al conocer el comportamiento de estas criaturas en los poros del suelo o tejidos humanos, la ciencia puede prever su capacidad de resistencia y cooperación colectiva.

La capacidad de estas bacterias para funcionar como motores autónomos podría tener también implicaciones en la ingeniería de materiales blandos y sistemas autoorganizados. Los autores de la investigación destacan que la energía del nado bacteriano puede canalizarse para accionar dispositivos a escala diminuta de forma persistente. La posibilidad de construir algo parecido a un motor microscópico utilizando fuentes de energía biológica representa un cambio de paradigma en la nanotecnología contemporánea y el aprovechamiento energético.

Impacto en la física de fluidos

El estudio demuestra que ni siquiera es necesario que el organismo toque la pared del canal para iniciar la rotación del disco. Basta con que una sola bacteria atraviese el espacio para que la deformación del flujo inicie el giro, lo cual refuerza la teoría de que la física de microbios es mucho más compleja de lo previsto.

Por su parte, la investigación subraya que en entornos de confinamiento extremo, donde la viscosidad del medio es dominante, cada remolino se convierte en una herramienta de trabajo útil. Este hallazgo no solo explicaría fenómenos previamente incomprendidos en agregados celulares, sino que establece las reglas para la próxima generación de dispositivos micromecánicos. En este teatro invisible de la vida, los organismos más pequeños del planeta demuestran una capacidad asombrosa para manipular su entorno.