Mecânica

Criado líquido que se move por conta própria, sem bombeamento

Líquido que se move

Fazendo com que células sintéticas mudem de forma, pesquisadores conseguiram fabricar um líquido que pode se mover por contra própria.

Sim, um líquido "automóvel" - ou semovente -, que se movimenta por conta própria, sem necessidade de bombas, de esforço humano ou da atração da gravidade - você pode colocá-lo sobre uma mesa plana e ele vai continuar fluindo.

Um líquido autopropelente tem muitas aplicações no mundo real, por exemplo, fazer com que líquidos fluam através de uma tubulação sem necessidade de bombeamento.

O material, inspirado na complexa série de processos que permitem às células biológicas mudarem de forma para se adaptar ao seu ambiente, foi sintetizado por Kun-Ta Wu, da Universidade Brandeis, nos EUA.

Máquina biomimética

As células conseguem mudar de forma porque os elementos básicos de sua estrutura - tubos cilíndricos ocos chamados microtúbulos - podem se autotransformar. Os microtúbulos crescem, encolhem, dobram e esticam, alterando a estrutura da célula inteira.

Kun-Ta extraiu esses microtúbulos do cérebro de uma vaca, colocou-os em uma solução aquosa e acrescentou dois outros tipos de moléculas encontradas nas células - a quinesina e a adenosina trifosfato (ATP).

Os microtúbulos se alinharam e uma molécula de quinesina se posicionou entre eles, conectando-os como um dormente entre os trilhos.

Usando o ATP como fonte de combustível, a quinesina começou a se mover. Sua parte superior foi numa direção e sua parte inferior na outra, o que fez com que os microtúbulos se afastassem um do outro, acabando por quebrar a estrutura.

Fluxo coerente

Ocorre que os microtúbulos não ficam flutuando livremente por muito tempo. Novas quinesinas surgem e amarram cada um a um novo parceiro.

Foi nesse processo de quebra e reajuntamento que as coisas ficaram interessantes.

À medida que os microtúbulos se juntavam e se separavam, emergiram redemoinhos no fluido. Ajustando a composição do material, Kun-Ta conseguiu então que os redemoinhos se movessem na mesma direção, criando um "fluxo coerente" que empurra não apenas as estruturas de microtúbulos e quinesinas, mas todo o líquido envolvente.

A equipe espera que essa máquina microscópica capaz de bombear fluido possa ser usada em biochips e microlaboratórios, que dependem da circulação de fluidos em microcanais. Futuramente, talvez seja possível reproduzir o mecanismo com estruturas mais resistentes, que possam então ser usadas para bombear outros fluidos em macroescala.

Bibliografia:

Transition from turbulent to coherent flows in confined three-dimensional active fluids
Kun-Ta Wu, Jean Bernard Hishamunda, Daniel T. N. Chen, Stephen J. DeCamp, Ya-Wen Chang, Alberto Fernández-Nieves, Seth Fraden, Zvonimir Dogic
Science
Vol.: 355, Issue 6331, eaal1979
DOI: 10.1126/science.aal1979




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