Nanotecnologia

Moléculas são manipuladas com as mãos

Moléculas são manipuladas com as mãos
A palavra Jülich foi criada retirando as moléculas de uma camada de polímero.[Imagem: Forschungszentrum Jülich]

Construindo com moléculas

Pesquisadores alemães criaram um sistema de visualização acoplado a uma técnica de microscopia que permite manipular moléculas individuais usando as mãos.

"Esta técnica torna possível pela primeira vez remover grandes moléculas orgânicas de suas estruturas e colocá-las em outro lugar de uma forma controlada," disse o Dr. Ruslan Temirov, da Universidade Jülich.

A técnica é mais um passo rumo ao objetivo de montar estruturas de baixo para cima, colocando as moléculas no lugar uma a uma, como se constrói uma parede assentando os tijolos.

Microscopia manual

Usando técnicas de rastreamento de movimento, os pesquisadores acoplaram o movimento das mãos do operador diretamente a um microscópio eletrônico de rastreamento, cuja ponta finíssima consegue manipular moléculas e átomos diretamente.

Com uma ampliação de cinco milhões de vezes, os movimentos relativamente grotescos das mãos humanas ganham a delicadeza e a precisão para manipular as moléculas individualmente, criando um sistema de manipulação molecular.

"Um movimento da mão de cinco centímetros faz a finíssima agulha do microscópio de rastreamento mover-se apenas um angstrom [0,1 nanômetro] sobre a amostra. Isto corresponde ao raio típico de um átomo ou ao comprimento das ligações entre as moléculas," disse Temirov.

Moléculas são manipuladas com as mãos
Um movimento de 5 cm da mão do operador é traduzido para 1 angstrom, equivalente a 0,1 nanômetro. [Imagem: Forschungszentrum Jülich]

Nanomecânica

É necessário algum treino para manipular o sistema. Segundo Temirov, as primeiras tentativas consumiram 40 minutos para mover uma única molécula. Com a prática, os estudantes conseguem agora manipular uma molécula a cada 10 minutos.

Foram necessários quatro dias para que a equipe removesse 47 moléculas para criar a palavra Jülich em uma camada monoatômica de um polímero. Felizmente é fácil corrigir erros, bastando pegar a molécula movida incorretamente e recolocá-la no lugar.

Segundo a equipe, o experimento está sendo importante para automatizar a tarefa de guiar o processo de montagem molecular.

"No futuro, computadores que aprendem vão cuidar da manipulação complexa de moléculas. Nós estamos agora desenvolvendo a intuição para a nanomecânica que é tão essencial para esse objetivo usando nosso novo sistema de controle, e fazendo isto literalmente com as próprias mãos," disse o Christian Wagner, membro da equipe.

Bibliografia:

Patterning a hydrogen-bonded molecular monolayer with a hand-controlled scanning probe microscope
Matthew F. B. Green, Taner Esat, Christian Wagner, Philipp Leinen, Alexander Grötsch, F. Stefan Tautz, Ruslan Temirov
Beilstein Journal of Nanotechnology
Vol.: 5, 1926-1932
DOI: 10.3762/bjnano.5.203




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