Robótica

Criado um motor molecular a pistão

Criado um motor molecular a pistão
Como o pistão tem uma afinidade com uma das extremidades da molécula comprida, o aumento da acidez leva-o para lá. A redução da acidez do meio traz o pistão de volta. [Imagem: Yann Ferrand/CNRS]

Cientistas criaram um motor molecular que, segundo seus criadores, funciona como um pistão, como os motores de automóvel.

E nem é preciso uma linha de montagem para fabricá-lo: o motor monta-se sozinho, um processo conhecido como automontagem.

Motores moleculares

Os cientistas franceses e chineses responsáveis pela descoberta afirmam que o motor molecular a pistão poderá ser usado para fabricar músculos artificiais ou para criar polímeros com rigidez controlável.

Os organismos vivos usam motores moleculares para executar várias das suas funções vitais, como o armazenamento de energia ou mesmo sua movimentação, como é o caso das bactérias.

Mas os motores moleculares naturais são complexos demais, o que tem levado os cientistas a tentar criar versões sintéticas mais simples.

Pistão molecular

Ivan Huc e seus colegas foram os primeiros a construir um pistão molecular sem o tedioso trabalhar de inserir uma molécula dentro da outra.

Ao contrário de um pistão real, que fica fixo na extremidade de uma biela e se desloca dentro de um cilindro, o pistão molecular desliza ao longo de sua "biela".

Na verdade, apesar dos cientistas apresentarem-no como um "motor molecular a pistão", o mecanismo se enquadraria melhor na categoria de um motor linear.

A haste onde o motor desliza é formada por uma única molécula delgada. O "pistão" também consiste em uma única molécula, mas em formato de mola.

O movimento do motor molecular é controlado pela acidez do meio no qual ele está mergulhado.

Como o pistão tem uma afinidade com uma das extremidades da molécula comprida, o aumento da acidez leva-o para lá. A redução da acidez do meio traz o pistão de volta.

A grande vantagem deste novo motor molecular, contudo, é a automontagem.

O pistão não precisa ser inserido no seu eixo, como era necessário em abordagens anteriores - ele se forma ao redor da molécula ao longo da qual ele deverá deslizar, com uma folga suficiente para conseguir se movimentar.

Aplicações do motor molecular

Segundo os cientistas, no futuro esse conceito poderá ser usado em várias aplicações, incluindo biofísica, eletrônica e química.

Construindo vários deles em sequência, por exemplo, um grudado na extremidade do outro, poderá ser possível criar um músculo artificial acionado quimicamente.

Outra possibilidade seria fazer uma espécie de tapete formado por motores moleculares dotados de vários pistões cada um. A movimentação desses pistões permitiria o controle em tempo real da rigidez do tapete.

Recentemente cientistas alemães também construíram um motor molecular por automontagem, embora seu princípio de funcionamento seja diferente.

Bibliografia:

Helix-Rod Host-Guest Complexes with Shuttling Rates Much Faster than Disassembly. Science, 4 March 2011; Vol. 331 no. 6021 pp. 1172-1175 DOI: 10.1126/science.1200143
Quan Gan, Yann Ferrand, Chunyan Bao, Brice Kauffmann, Axelle Grélard, Hua Jiang, Ivan Huc
Science
4 March 2011
Vol.: 331 no. 6021 1172-1175
DOI: 10.1126/science.1200143




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