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Primeira corrida de nanomotores revela máquinas promissoras para nanorrobôs

Primeira corrida de nanomotores revela máquinas promissoras para nanorrobôs

Envenenar motores para obter mais potência é uma prática antiga entre os aficionados pelo automobilismo. A idéia agora foi adotada pelos criadores dos nanomotores, responsáveis por impulsionar as nanomáquinas e nanorrobôs que um dia poderão ser utilizadas para retirar contaminantes da natureza e ajudar a tratar doenças no interior do corpo humano.

Corrida de nanomotores

A equipe do Dr. Joseph Wang, da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos, descobriu que "turbinar" um nanomotor pode ser uma simples questão de adicionar-lhe uma porção de nanotubos de carbono. E os resultados valem a pena: o nanomotor "tunado" é 10 vezes mais potente do que o nanomotor original.

Para testar os resultados de suas "mexidas", eles organizaram a primeira corrida de nanomotores do mundo. As linhas verdes da imagem abaixo mostram os resultados da corrida, onde as imagens a, b, c e d representam as trilhas deixadas pelos vários motores preparados pelos engenheiros.

O "c" foi claramente o vencedor, um nanomotor catalítico composto por nanofios de ouro e platina turbinado com nanotubos de carbono e utilizando um aditivo de hidrazina, um combustível normalmente utilizado em foguetes.

Primeira corrida de nanomotores revela máquinas promissoras para nanorrobôs

Nanomotores catalíticos

Nanomotores catalíticos são uma espécie de nanomotor que imita os motores biológicos, presentes em diversos microorganismos. A vantagem de replicar os motores criados pela natureza é que eles utilizam reações catalíticas para criar forças a partir de alterações químicas, o que dispensa o carregamento de combustíveis ou o uso de fontes de energia externa.

Os nanomotores funcionam mergulhados em uma solução contendo peróxido de hidrogênio, que funciona como combustível. O peróxido oxida-se na porção do nanomotor feita com platina ou com platina acrescida de nanotubos. Os elétrons gerados pela oxidação fluem na direção da ponta de ouro, criando um campo elétrico local e forçando uma migração de prótons entre o nanomotor e o fluido à sua volta, resultando em seu deslocamento na direção oposta.

A maior atividade catalítica da platina com nanotubos acelera a reação de oxidação, gerando um fluxo de elétrons maior e uma migração de prótons também maior, o que significa que o nanomotor se movimenta mais rapidamente.

Aditivo para nanomotor

Apesar dos grandes progressos recentes, contudo, os nanomotores feitos pelo homem ainda não se comparam em velocidade e eficiência às nanomáquinas biológicas, o que praticamente impede seu uso prático. A velocidade de um nanomotor catalítico típico é de cerca de 10 micrômetros por segundo (µm/s), ou seja, ele levará quase 17 minutos para percorrer uma distância de um centímetro.

Ao inserir nanotubos de carbono junto com a platina, o nanomotor atingiu uma velocidade de 60 µm/s, navegando na solução de peróxido de hidrogênio.

Quando o peróxido de hidrogênio é substituído por hidrazina, um combustível utilizado em foguetes, a velocidade variou entre 94 e 200 µm/s. Nessa velocidade recorde aquele mesmo centímetro é percorrido em apenas 50 segundos.

Bibliografia:

Carbon-Nanotube-Induced Acceleration of Catalytic Nanomotors
Rawiwan Laocharoensuk, Jared Burdick, Joseph Wang
ACS Nano
April 2008
Vol.: ASAP Article
DOI: 10.1021/nn800154g




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