Nanotecnologia

Nanossubmarino movido por luz bate recorde de velocidade

Nanossubmarino movido pela luz
O nanossubmersível movido a luz é formado por uma única molécula com apenas 244 átomos.[Imagem: Loïc Samuel/Universidade Rice]

Submarino molecular

Embora eles ainda não estejam prontos para embarcar em uma missão à la "Viagem Fantástica", os submarinos em nanoescala estão se mostrando em condições de navegar em alta velocidade.

Vários conceitos de microssubmarinos têm sido propostos para transportar medicamentos e até retirar CO2 da água, mas os menores deles geralmente precisam navegar em um meio químico agressivo, de onde retiram seu combustível.

O novo nanossubmarino - uma única molécula com 244 átomos - tem um motor alimentado apenas por luz ultravioleta, sem qualquer composto químico adicional.

Com cada volta completa, o motor giratório impulsiona o submarino 18 nanômetros à frente. Isto pode parecer pouco, mas com um motor funcionando a mais de um milhão de RPM (rotações por minuto), o nanossubmarino alcança uma velocidade de 2,5 centímetros por segundo, um ritmo alucinante na escala molecular.

"Estas são as moléculas que se movem mais rápido já vistas em solução," disse o professor James Tour, da Universidade Rice, nos EUA, cuja equipe foi pioneira na área de veículos em escala atômica ao construir um nanocarro.

Motor movido a luz

O motor - que funciona de forma mais parecida com os flagelos das bactérias do que com uma hélice - completa cada giro repetindo continuamente dois movimentos básicos.

Quando excitado pela luz, a dupla ligação molecular que segura o rotor no corpo da molécula torna-se uma ligação simples, o que permite que ele rode um quarto de volta. Conforme o motor tenta retornar a um estado de energia mais baixo, ele salta os átomos adjacentes, dando outro quarto de volta. O processo se repete enquanto a luz ficar acesa.

Embora ainda não seja possível dirigir o nanossubmarino - ele não faz curvas - os primeiros testes comprovam que o motor molecular acionado por luz é poderoso o suficiente para mover o veículo em soluções de moléculas de aproximadamente o mesmo tamanho.

"Isto é semelhante a uma pessoa conseguir andar em uma quadra de basquete com 1.000 pessoas jogando bolas de basquete contra ela," comparou Tour.

"Há um caminho a seguir", disse Víctor García-López, responsável pela construção do nanossubmarino. "Este é o primeiro passo, e nós provamos o conceito. Agora precisamos explorar oportunidades e potenciais aplicações."

Bibliografia:

Unimolecular Submersible Nanomachines. Synthesis, Actuation, and Monitoring
Víctor García-López, Pinn-Tsong Chiang, Fang Chen, Gedeng Ruan, Angel A. Martí, Anatoly B. Kolomeisky, Gufeng Wang, James M. Tour
Nano Letters
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b03764




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