Nanotecnologia

Microlaboratório controla reações químicas por dentro

Microlaboratório controla reações químicas de dentro
Em uma mesma pastilha de silício, são construídas centenas de milhares de lablets (áreas finamente estruturadas) e as superfícies inteligentes (áreas lisas) que são necessárias para carregar e programar os lablets. [Imagem: RUB/Damian Gorczany]

Químico celular

Químicos alemães desenvolveram minúsculos componentes eletrônicos que, instalados dentro de chips microfluídicos, ou biochips, podem controlar processos químicos de dentro para fora.

A técnica tradicional consiste em colocar os reagentes em contato entre si e atuar sobre eles de fora para dentro, geralmente através das superfícies dos recipientes, o que inclui desde a transferência de energia até a disponibilização de catalisadores.

Já os microlaboratórios podem "sentir" seu ambiente e controlar as reações químicas através de sinais elétricos.

"Imaginem o que um químico poderia fazer se ele fosse do tamanho de uma célula," compara o professor John McCaskill, da Universidade Ruhr em Bochum, que antecipa que sua equipe está trabalhando para que esses microlaboratórios adquiram a capacidade de evoluir para fazer reações químicas mais complexas e de forma mais eficiente.

Microlaboratório

Cada microlaboratório, que a equipe chama de lablet, mede 140 x 140 x 60 micrômetros. Um supercapacitor foi especialmente projetado para alimentá-los. Na versão atual, o supercapacitor fornece energia para a operação autônoma por cerca de 20 minutos e pode ser recarregado sem fios.

Os lablets controlam as reações químicas em soluções aquosas e capturam informações graças a componentes eletrônicos e eletrodos microscópicos incorporados no chip microfluídico.

A tensão aplicada ao eletrodo fornece a energia necessária para iniciar cada reação química. Diferentes tensões induzem reações diferentes, dependendo do que já aconteceu anteriormente em cada microrreator e, claro, das moléculas disponível no lablet.

Laboratório que evolui

A programação do microlaboratório também é feita remotamente, colocando o dispositivo sobre uma superfície inteligente capaz de lhe repassar os comandos.

Cada lablet também consegue transferir sua programação para seus vizinhos por meio de uma sequência de sinais, essencialmente variações de tensão.

É essa característica que os pesquisadores pretendem explorar para criar unidades verdadeiramente autônomas e capazes de evoluir para conduzir uma cadeia de reações até chegar aos compostos químicos desejados.





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