Materiais Avançados

Asas de borboleta convertem luz em calor e reproduzem DNA

Asas de borboleta convertem luz em calor e reproduzem DNA
O padrão natural proporcionado pelas asas da borboleta cria uma grande área superficial de recepção da luz. [Imagem: Miyako et al./ACS Nano]

As asas das borboletas carregam bem mais do que beleza.

Além de serem leves, finas e flexíveis, elas absorvem energia solar, não se molham e são capazes de se autolimpar.

Mas será que até mesmo o futuro dos circuitos eletrônicos em nanoescala poderia ser encontrado nas asas de uma borboleta?

Isto é o que está sinalizando o trabalho de uma equipe liderada por Eijiro Miyako, do Instituto Nacional de Ciência Industrial Avançada, no Japão.

Utilizando os padrões encontrados na superfície da asa da borboleta Morpho sulkowskyi como modelo, eles construíram redes de nanotubos de carbono que podem fazer coisas tão extraordinárias quanto converter luz em calor e reproduzir sequências de DNA.

Nanobiocompósito

É claro que nem tudo é apenas inspirado pela natureza.

O material é um híbrido formado por asas de borboleta infundidas com um nanocarbono que acompanha os traços naturais do animal.

Trata-se de um "nanobiocompósito", no qual a asa da borboleta funciona como um molde cuja estrutura é muito difícil de ser reproduzida artificialmente.

Segundo os pesquisadores, o material tem inúmeras possibilidades de aplicação, no diagnóstico digital de doença, na criação de células solares microscópicas e flexíveis, em baterias sustentáveis ou até mesmo para ajudar a criar componentes eletrônicos de vestir.

A superfície das asas da Morpho sulkowskyi já são essencialmente cobertas por células solares em nanoescala, estruturas em formato de favo de mel que prendem a luz de forma muito parecida com um cabo de fibra óptica - e a convertem em calor para manter o inseto quente em ambientes frios.

Esta é uma das funcionalidades que os pesquisadores querem reproduzir.

Moldes biológicos

Quando foram depositados sobre as asas da borboleta, os nanotubos de carbono se automontaram em nanoestruturas multicamadas que imitam as estruturas hexagonais da Morpho, criando um material compósito que pode ser ativado com um laser.

O padrão natural proporcionado pelas asas da borboleta cria uma grande área superficial de recepção da luz, e as propriedades físicas dos nanotubos de carbono produzem calor por meio da energia vibracional.

O material resultante aquece-se mais rapidamente do que os componentes originais individuais - a asa da borboleta ou os nanocarbonos - apresentando ainda elevada condutividade elétrica.

De forma surpreendente, o material tem a capacidade de copiar o DNA na sua superfície, sem absorvê-lo.

Nanofabricação

O estudo mostra o potencial da nanofabricação, embora, por enquanto, seja difícil copiar artificialmente os moldes encontrados naturalmente nas asas da borboleta.

"Talvez devêssemos alimentar um monte de borboletas em fábricas ou algo parecido. O que você acha?" brinca Miyako, ressaltando que ainda não tem uma ideia de como escalonar sua ideia para aplicações práticas.

Isso terá que esperar o desenvolvimento de tecnologias de nanofabricação ainda mais avançadas, que permitam de fato reproduzir artificialmente as estruturas copiadas das asas das borboletas.

Bibliografia:

Self-Assembled Carbon Nanotube Honeycomb Networks Using a Butterfly Wing Template as a Multifunctional Nanobiohybrid
Eijiro Miyako, Takushi Sugino, Toshiya Okazaki, Alberto Bianco, Masako Yudasaka, Sumio Iijima
ACS Nano
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/nn403083v




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