Nanotecnologia

Nó mais apertado do mundo lança tecelagem molecular

Nó mais apertado do mundo lança tecelagem molecular
Estrutura de um nó molecular com oito cruzamentos. [Imagem: Robert W. McGregor/www.mcgregorfineart.com]

Nanonó

Este é um dos menores nós já feitos - pelo menos, é o nó mais apertado do mundo.

Muito mais do que uma curiosidade científica, a técnica de construção desses nanonós tem o potencial para criar uma nova geração de materiais avançados.

A equipe do professor David Leigh, da Universidade de Manchester, especializada em construir máquinas moleculares, desenvolveu uma maneira de trançar múltiplas fitas moleculares de tal forma a criar os nós mais complexos e mais apertados já feitos.

O mais bem acabado deles consiste em oito cruzamentos em um laço fechado de 192 átomos, medindo aproximadamente 20 nanômetros de diâmetro.

Como seria impossível amarrar nós moleculares da forma como se amarra sapatos, a equipe usou uma técnica conhecida como automontagem, na qual longas moléculas são tecidas em torno de íons metálicos, formando pontos de interseção nos pontos programados. Ao final do processo, as extremidades dos fios são fundidas por um composto químico para fechar e manter o nó estável.

Nó mais apertado do mundo lança tecelagem molecular
Representação em macroescala da estrutura do nanonó. [Imagem: Stuart Jantzen/www.biocinematics.com]

Tecelagem molecular

A capacidade de construir diferentes tipos de nós moleculares abre a possibilidade de avaliar como cada uma dessas nanoestruturas afeta a força e a elasticidade dos materiais em macroescala, em última instância permitindo tecer fios de polímeros para gerar novos tipos de materiais, com melhores propriedades.

Por exemplo, uma esponja 10 vezes mais forte que o aço construída recentemente deve suas propriedades não ao material de que é feita, mas à forma como esse material se organiza.

"Amarrar nós é um processo semelhante à tecelagem, de forma que as técnicas que estão sendo desenvolvidas para amarrar nós em moléculas também devem ser aplicáveis à tecelagem de fitas moleculares.

"Por exemplo, coletes à prova de balas e escudos são feitos de kevlar, um plástico que consiste de hastes moleculares rígidas alinhadas em uma estrutura paralela. No entanto, entrelaçar fios de polímero tem o potencial de criar materiais muito mais resistentes, mais leves e mais flexíveis da mesma forma que tecemos fios no nosso mundo cotidiano.

"Alguns polímeros, como a seda de aranha, podem ser duas vezes mais fortes do que o aço, de forma que tecer fios de polímeros pode levar a novas gerações de materiais leves, superfortes e flexíveis para a indústria e a construção," explicou o professor Leigh.

Bibliografia:

Braiding a molecular knot with eight crossings
Jonathan J. Danon, Anneke Krüger, David A. Leigh, Jean-François Lemonnier, Alexander J. Stephens, Iñigo J. Vitorica-Yrezabal, Steffen L. Woltering
Science
Vol.: 355, Issue 6321, 159-162
DOI: 10.1126/science.aal1619




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