Nanotecnologia

Nanotesoura é lubrificada por luz

Nanotesoura é lubrificada por luz
A nanotesoura tem um movimento totalmente reversível, "lubrificado" pelos plásmons de superfície.[Imagem: MPI for Intelligent Systems]

Atrito em nanoescala

Espera-se que as nanomáquinas executem uma série de tarefas no futuro, incluindo entrar no corpo humano para fazer cirurgias delicadas e ajudar a construir coisas de baixo para cima, molécula por molécula.

Já existem várias demonstrações experimentais nesse caminho, mas os primeiros protótipos de nanomáquinas estão se deparando com um empecilho prosaico: o atrito.

E, em nanoescala, não apenas o atrito faz os MEMS e NEMS desgastarem-se rapidamente, mas fenômenos desprezíveis em escala humana, como o efeito Casimir, fazem-nos travar completamente.

Em uma virada surpreendente, Anton Kuzyk e seus colegas do Instituto Max Planck, na Alemanha, descobriram que sistemas nanomecânicos podem ser "lubrificados" e controlados por luz.

Nanotesoura óptica

Usando aglomerados de moléculas de DNA, a equipe construiu uma nanotesoura que pode ser aberta com luz ultravioleta e fechada com luz visível.

Cada perna da tesoura é composta por um aglomerado de 14 fitas de DNA dispostas paralelamente umas às outras, formando uma estrutura de 80 nanômetros de comprimento. As duas pernas são fixadas por uma espécie de dobradiça, feita de azobenzenos, que são conectados a uma fita de DNA que se projeta a partir de cada perna.

Sob luz visível, o azobenzeno assume uma estrutura que permite que as fitas de DNA salientes dos dois feixes conectem-se umas com as outras, já que os dois feixes que compõem as pernas da tesoura encontram-se muito próximos um do outro.

Mas basta iluminar o complexo de DNA-azobenzeno com luz UV para que o azobenzeno mude sua estrutura, separando as fitas de DNA e deixando as pernas da tesoura abrirem-se lentamente.

Lubrificação com luz

Segundo a equipe, como o processo todo funciona com base nos plásmons de superfície, os pacotes superficiais de energia que conectam a luz com as moléculas, a luz funciona como um lubrificante para o mecanismo.

Uma das grandes vantagens da nanotesoura é a reversibilidade do movimento, um elemento essencial em qualquer aparato nanomecânico.

A equipe está planejando usar a nanomáquina em experimentos com nanopartículas. "Como o ângulo entre os feixes de DNA pode ser controlado, isto abre a possibilidade de mudar a posição relativa das nanopartículas no espaço," disse a professor Laura Na Liu, coordenadora da equipe.

Bibliografia:

A light-driven three-dimensional plasmonic nanosystem that translates molecular motion into reversible chiroptical function
Anton Kuzyk, Yangyang Yang, Xiaoyang Duan, Simon Stoll, Alexander O. Govorov, Hiroshi Sugiyama, Masayuki Endo, Na Liu
Nature Communications
Vol.: 7, Article number: 10591
DOI: 10.1038/ncomms10591




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