{"id":74,"date":"2009-07-20T10:30:00","date_gmt":"2009-07-20T13:30:00","guid":{"rendered":"http:\/\/scienceblogs.com.br\/balamagica\/2009\/07\/nanomaquinas-ficcao-cientifica-ou-realidade\/"},"modified":"2009-07-20T10:30:00","modified_gmt":"2009-07-20T13:30:00","slug":"nanomaquinas-ficcao-cientifica-ou-realidade","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/balamagica\/2009\/07\/20\/nanomaquinas-ficcao-cientifica-ou-realidade\/","title":{"rendered":"Nanom\u00e1quinas: fic\u00e7\u00e3o cient\u00edfica ou realidade?"},"content":{"rendered":"

\"ResearchBlogging.org\"<\/a><\/span><\/p>\n

Agora que j\u00e1 justifiquei porque grey goo \u00e9 s\u00f3 fic\u00e7\u00e3o<\/a>, vou deix\u00e1-lo maluco (por pura divers\u00e3o) ao afirmar que nanom\u00e1quinas existem. Sim, caro leitor, elas EXISTEM! De acordo com o nosso dicion\u00e1rio Aur\u00e9lio (eu ainda gosto mais do Aur\u00e9lio, amor antigo), m\u00e1quina \u00e9 um “aparelho ou instrumento pr\u00f3prio para comunicar movimento ou para aproveitar, por em a\u00e7\u00e3o ou transformar uma energia ou um agente natural”<\/span><\/em>. Sacou? Embora m\u00e1quinas sejam geralmente consideradas como produtos da m\u00e3o humana, por que cargas d’\u00e1gua um sistema molecular complexo qualquer que se encaixe nessa defini\u00e7\u00e3o n\u00e3o pode ser considerado uma m\u00e1quina, mesmo que seja um produto da evolu\u00e7\u00e3o natural e n\u00e3o da intelig\u00eancia humana? Nesse contexto, organelas celulares (como a mitoc\u00f4ndria e o cloroplasto, por exemplo) s\u00e3o m\u00e1quinas nanom\u00e9tricas excepcionais. E quando pensamos no pesadelo do “grey goo”, esquecemos que o surgimento da vida causou uma revolu\u00e7\u00e3o na superf\u00edcie da Terra em propor\u00e7\u00f5es ainda maiores (teria sido um “green goo”?). E como as nanom\u00e1quinas j\u00e1 existem desde que a vida surgiu – e n\u00f3s somos produto dessa “nanotecnologia da m\u00e3e-natureza” -, elas podem servir de inspira\u00e7\u00e3o para desenharmos nanom\u00e1quinas artificiais com finalidades planejadas.<\/p>\n

O problema nem \u00e9 tanto construir a estrutura em si, mas faz\u00ea-la andar de forma aut\u00f4noma. Isso exige que um combust\u00edvel seja convertido em energia mec\u00e2nica para que a m\u00e1quina possa realizar trabalho. O combust\u00edvel das nossas c\u00e9lulas \u00e9 uma mol\u00e9cula chamada trifosfato de adenosina (ou ATP<\/strong>, na sigla em ingl\u00eas). A quebra de uma das liga\u00e7\u00f5es fosfato no ATP libera energia qu\u00edmica. Essa energia qu\u00edmica \u00e9 utilizada, por exemplo, para contrair os nossos m\u00fasculos, movimentar os flagelos de bact\u00e9rias e espermatoz\u00f3ides e at\u00e9 realizar sinapses no c\u00e9rebro (\u00e9 da\u00ed que vem a express\u00e3o queimar fosfato, usada quando “pensamos muito”)<\/span>. A id\u00e9ia do ATP como combust\u00edvel inspirou pesquisadores da Pennsylvania State University, que desenvolveram nanomotores simples capazes de converter energia qu\u00edmica – estocada em mol\u00e9culas que atuam como “combust\u00edveis” – em energia mec\u00e2nica que gera movimento.<\/p>\n

De forma resumida, eles constru\u00edram um cilindro feito de platina e outro, com dimens\u00f5es de 2 micr\u00f4metros de altura por 370 nanometros de largura. Os cilindros usados eram assim\u00e9tricos, ou seja, uma metade era composta por platina e a outra metade era de ouro. Os cilindros foram colocados em um tanque com \u00e1gua e per\u00f3xido de hidrog\u00eanio (ou \u00e1gua oxigenada, para os \u00edntimos)<\/em> e a\u00ed uma rea\u00e7\u00e3o interessante aconteceu: na ponta do cilindro composta por platina, cada mol\u00e9cula de per\u00f3xido de hidrog\u00eanio foi quebrada em 1 mol\u00e9cula de oxig\u00eanio, 2 el\u00e9trons e 2 pr\u00f3tons; na outra ponta composta por ouro, os el\u00e9trons e pr\u00f3tons (que se moveram do lado platina para o lado ouro) se combinaram com uma mol\u00e9cula de per\u00f3xido de hidrog\u00eanio para formar 2 mol\u00e9culas de \u00e1gua.<\/p>\n

O oxig\u00eanio formado no lado de platina interrompeu a rede de liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio da \u00e1gua, reduzindo sua tens\u00e3o interfacial l\u00edquido-vapor. Como o oxig\u00eanio foi gerado apenas em um dos lados do cilindro<\/strong><\/span>, um gradiente de tens\u00e3o interfacial foi criado , gerando uma turbul\u00eancia na \u00e1gua que estava ao redor do cilindro (ou seja, a diferen\u00e7a de tens\u00e3o interfacial entre a \u00e1gua ao redor de uma ponta e da outra do cilindro fez com que a \u00e1gua flu\u00edsse de um lado para o outro). O fluxo da \u00e1gua foi empurrando o cilindro – no fim das contas, a energia qu\u00edmica liberada na quebra do per\u00f3xido de hidrog\u00eanio em oxig\u00eanio, pr\u00f3tons e el\u00e9trons foi a fonte energ\u00e9tica da propuls\u00e3o dessa nanom\u00e1quina. Conforme o cilindro se movia, o gradiente era continuamente restabelecido porque mais oxig\u00eanio era continuamente formado a partir de novas mol\u00e9culas de per\u00f3xido de hidrog\u00eanio – e a cada gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio, o cilindro era empurrado mais um pouco. \u00c9 claro que o movimento resultante foi aleat\u00f3rio, mas o estudo j\u00e1 \u00e9 um ponto de partida interessante para desenvolvermos nanom\u00e1quinas capazes de movimento aut\u00f4nomo para finalidades espec\u00edficas. No futuro, a mol\u00e9cula usada como “combust\u00edvel” provavelmente n\u00e3o ser\u00e1 per\u00f3xido de hidrog\u00eanio, se pensarmos em aplica\u00e7\u00f5es biol\u00f3gicas – mas a glicose pode muito bem ser utilizada, tal qual j\u00e1 \u00e9 pelas nossas c\u00e9lulas<\/em>. Quanto \u00e0 n\u00e3o-aleatoriedade do movimento, o pr\u00f3prio grupo <\/a>vem estudando alternativas, como o uso do magnetismo.<\/div>\n

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Refer\u00eancia:<\/div>\n
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Paxton, W., Kistler, K., Olmeda, C., Sen, A., St. Angelo, S., Cao, Y., Mallouk, T., Lammert, P., & Crespi, V. (2004). Catalytic Nanomotors: Autonomous Movement of Striped Nanorods Journal of the American Chemical Society, 126<\/span> (41), 13424-13431 DOI: 10.1021\/ja047697z<\/a><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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