Materiais Avançados

Vida sintética: Gel pulsante "ouve", "fala" e anda

Vida sintética: Gel pulsante ouve, fala e anda
Os pedaços do gel oscilante reúnem-se depois de cortados, formando novos objetos cada vez mais complexos, sob o comando de luz ou compostos químicos. [Imagem: Anna Balazs Lab]

Géis vivos

Há vários anos, a equipe da professora Anna Balazs (Universidade de Pittsburgh) vem aperfeiçoando gelatinas artificiais que imitam comportamentos de seres vivos.

Tudo começou com géis pulsantes, que funcionam como músculos artificiais.

Logo essas gelatinas ganharam capacidade de se comunicar e cooperar como células, e não tardou muito para que elas virassem materiais inteligentes, capazes de imitar a habilidade biológica da autorregulação.

Agora o grupo deu ao seu gel não apenas a capacidade de se movimentar por si próprio, mas também de "agir como se estivesse vivo", imitando processos básicos da comunicação biológica.

"Este estudo demonstra a capacidade de um material sintético para realmente 'falar por si mesmo' e seguir uma determinada ação ou comando, semelhante a espécies biológicas, como amebas ou cupins," disse Anna.

Simulando uma vida sintética

O material é conhecido tecnicamente como gel de Belousov-Zhabotinsky, que já foi usado por outras equipes para criar materiais sintéticos que se comportam como se estivessem vivos graças à sua capacidade de pulsar sem a necessidade de qualquer estímulo externo.

Quando o gel é cortado em tiras, uma ponta tende a se curvar em direção à outra, permitindo o movimento do material.

Pratyush Dayal, membro da equipe, teve então a ideia de testar como esse material de movimento autonômico reagiria a estímulos externos.

Para isso, ele cortou pedaços do gel e submeteu cada um a estímulos ópticos e químicos.

Para surpresa geral, os pedaços do gel reúnem-se novamente de forma automática, seguindo rigorosamente as instruções dos estímulos.

É como se o material pudesse "ouvir" os sinais químicos ou ópticos, movimentar-se em reação a eles e ir e "falar" sobre os sinais com seus vizinhos, repassando a informação.

O processo é chamado de autoquimiotaxia, a capacidade para emitir e detectar um agente químico, e se mover em reação a esse sinal.

"Imagine um conjunto de peças de Lego que possa se desmontar em suas peças e, em seguida, colocar todas juntas novamente na forma de objetos diferentes, além de permitir que se controle essas formas por meio de reações químicas e luz," explica Anna.

Materiais reconfiguráveis

A equipe explorou algumas possibilidades de uso do material, por exemplo, construindo uma "locomotiva" capaz de capturar e movimentar um "vagão", tudo controlado por luz.

"Nossos resultados abrem caminho para criar materiais reconfiguráveis usando elementos autopropelidos, que se comunicam autonomamente com as unidades vizinhas e, desta forma, participam ativamente na construção da estrutura final," conclui o grupo.

Bibliografia:

Reconfigurable assemblies of active, autochemotactic gels
Pratyush Dayal, Olga Kuksenok, Anna C. Balazs
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 110, n. 2, pp 431-436
DOI: 10.1073/pnas.1213432110




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