Trabalho de nobel de química pode gerar robôs microscópicos

Trio de cientistas recebe o prêmiopelo desenvolvimento de motores muito menores que um fio de cabelo

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postado em 06/10/2016 11:47

Heroenvan Kooten/AFP


Imagine uma máquina mil vezes menor que um fio de cabelo. Uma série de moléculas combinadas de forma a dar origem a qualquer coisa, como motores miniaturizados, elevadores de dimensões ínfimas e músculos minúsculos. A descoberta das nanopartículas, os “motores moleculares”, rendeu o Nobel de Química ao francês Jean-Pierre Sauvage, 71 anos, ao escocês Sir James Fraser Stoddart (Leia a entrevista), 74, e ao holandês Bernard Lucas Feringa, 65. “O motor molecular está hoje na mesma fase que o motor elétrico nos anos de 1830, quando os cientistas exibiam manivelas e rodas sem saber que isso conduziria aos trens elétricos, às máquinas de lavar, aos ventiladores e aos processadores de alimentos”, explicou a Academia Real das Ciências da Suécia. O trio de laureados vai dividir, em partes iguais, o prêmio de 8 milhões de coroas suecas (cerca de R$ 2,9 milhões).

As pesquisas premiadas são os fundamentos dos nanorrobôs do futuro. Em entrevista ao Correio, Sara Snogerup Linse, presidente do Comitê Nobel para Química, destacou que os laureados tornaram possível fazer nanomáquinas moleculares capazes de converter energia em movimentos lineares ou rotacionais com direção definida. “Eles merecem o prêmio por seu projeto, que mostra como as moléculas precisam ser construídas para trabalhar como se fossem máquinas, mas também por desenvolverem novas estratégias para a síntese química. Os estudos abrem nova era na ciência molecular”, aposta.

Sauvage, da Universidade de Estrasburgo, deu o primeiro passo em 1983, quando criou uma cadeia molecular usando uma molécula em forma de lua crescente e outra em formato de anel. Ao misturar as estruturas com um íon de cobre, ele adicionou uma segunda estrutura similar a uma lua crescente. Quando removeu o íon, Sauvage obteve um catenano, cadeia molecular com ligação mecânica, na qual dois anéis podem se mover livremente. Foi o primeiro embrião de uma máquina molecular não biológica.

Oito anos depois, Stoddart — da Northwestern University (EUA) — construiu uma estrutura composta por anel aberto que carecia de elétrons e um longo eixo, rico em elétrons em dois pontos. Quando as moléculas se encontravam em uma solução, a parte com poucos elétrons era atraída pela rica, e o anel se enroscava sobre o eixo. A estrutura ganhou o nome de rotaxano. Sob a ação do calor, o anel pulou para frente e para trás. Em 1994, Stoddart controlou o movimento do rotaxano, uma revolução nos sistemas químicos. No mesmo ano, Sauvage conseguiu comandar a rotação dos anéis das cadeias moleculares e criou o “músculo molecular”. Stoddart desenvolveu um elevador que pode subir até 0,7 nanômetro sobre a superfície e um chip de computador baseado em rotaxano, com 20kB de memória.

Nanocarro

Em 1999, Bernard Feringa, professor da Universidade de Groningen (Holanda), fabricou o primeiro motor molecular com a ajuda de duas pequenas pás de rotor — estruturas químicas planas unidas por uma dupla ligação entre dois átomos de carbono. A composição molecular permitiu movimentos unidirecionais. Quando exposta à luz ultravioleta, a pá do rotor girou 180 graus, criando tensão na molécula. A última revolução na área ocorreu em 2011, quando o grupo de Feringa produziu um “nanocarro”, um chassi que manteve quatro motores moleculares como se fossem as rodas.


Patrick Hertzog/AFP

Ganhador do Nobel de Química em 1987, o francês Jean-Marie Lehn, professor da Université Louis Pasteur, foi o precursor das pesquisas premiadas neste ano, ao desenvolver moléculas com interações específicas de alta seletividade. Por telefone, Lehn afirmou ao Correio que a escolha foi “muito bem merecida”. “O trabalho de Sauvage, Stoddart e Feringa foi muito importante, pois começou uma nova área na química, com várias consequências”, disse.

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