Transistor nanofluídico será base de processadores químicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/06/2005

Transístor com água

Pesquisadores da Universidade de Berkeley, Estados Unidos, inventaram uma variação do transistor eletrônico, criando o primeiro transistor "nanofluídico". O aparato permite o controle do movimento de íons através de canais sub-microscópicos, cheios d'água.

Os pesquisadores acreditam que, da mesma forma que o transístor se tornou o principal componente dos microprocessadores e circuitos integrados em geral, os transistores nanofluídicos poderão ser os blocos básicos de processadores químicos ou moleculares.

Esses processadores moleculares permitirão a construção de fábricas químicas microscópicas, que funcionarão sem nenhuma parte móvel. Uma fábrica química tradicional é repleta de válvulas, bombas e misturadores, os principais responsáveis pela exigência de manutenção contínua.

"Um transístor é como uma válvula, mas você usa eletricidade para abrí-lo ou fechá-lo," afirma Arun Majumdar, um dos criadores do novo componente. "Aqui, nós utilizamos uma voltagem para abrir ou fechar um canal de íons. Agora que nós demonstramos que é possível construir esse componente básico, nós podemos associá-lo com um chip eletrônico para controlar fluidos."

Chip de análises químicas

Outra aplicação que Majumdar e seus colegas criadores do transistor fluídico estão vislumbrando é o diagnóstico do câncer. Um chip de análises químicas nanoscópico poderá, teoricamente, capturar uma amostra de apenas 10 células cancerosas e retirar proteínas que ajudem os médicos a descobrir formas eficazes de atacar o câncer.

"Esta é uma forma ideal de abrir células e identificar as proteínas ou enzimas em seu interior," afirma Majumdar. "Uma descrição da enzima poderá dizer aos médicos muito sobre o tipo de câncer, especialmente nos estágios iniciais, quando há apenas algumas poucas células infectadas."

Um fator que é promissor sobre o transístor nanofluídico é que ele é construído com as mesmas técnicas utilizadas para se construir os circuitos integrados normais, que são feitos de transistores eletrônicos.

Os canais nanofluídicos, por onde passarão os compostos químicos que estiverem sendo analisados, poderão ser integrados com um aparato eletrônico na mesma pastilha de silício, com a eletrônica controlando a passagem dos fluidos. Os únicos componentes dessa nano-fábrica química que deverão ser um pouco maiores, na escala de micrômetros, serão as conexões para a injeção do líquido no interior do chip.

Nanofluídica

Os cientistas construíram seu transistor nanofluídico a partir de canais de 35 nanômetros de largura, feitos entre duas placas de dióxido de silício e preenchidos com água e cloreto de potássio. Eles demonstraram que a aplicação de uma tensão elétrica através dos canais, por meio de eletrodos colados nas placas, permite ou impede a passagem dos íons de potássio através da água. Esse comportamento é semelhante à forma como os elétrons podem ser controlados no interior de um transístor eletrônico.

Essas manipulações iônicas não são possíveis no interior de canais microscópicos - mais largos do que os nanométricos - porque os íons no líquido movem-se rapidamente para as placas, anulando a voltagem e criando uma barreira ao campo elétrico no interior do líquido. Entretanto, canais menores do que 100 nanômetros de diâmetro são tão pequenos que essa proteção não é criada, restando aos íons o trânsito ao longo do líquido.

A pesquisa foi publicada no último exemplar da revista Nano Letters.

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