Técnica magnética permite manipulação de nanopartículas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/07/2005

Manipular objetos do tamanho de uma molécula ou pouco maiores do que um único átomo não é uma tarefa que possa ser considerada trivial. Mas os cientistas que estão construindo as bases da nanotecnologia precisam de ferramentas que os permitam fazer coisas assim. E mais, de maneira rápida e precisa.

Agora, engenheiros da Universidade Duke, Estados Unidos, conseguiram criar uma nova técnica magnética que, segundo eles, permite a manipulação precisa de nano-objetos, sem os problemas apresentados pelas técnicas atuais. Hoje, a nanomanipulação é feita principalmente com as chamadas "pinças ópticas", aparatos que permitem a movimentação de nanopartículas utilizando a energia dos fótons. Outras técnicas funcionam com correntes elétricas. Há ainda o microscópio de tunelamento que, apesar de preciso, é extremamente lento, já que permite apenas omovimento de uma única partícula por vez.

"A biologia é composta primariamente de materiais coloidais, coisas pouco maiores do que alguns poucos bilionésimos de metro e que encontram-se suspensas numa solução, não se sedimentando rapidamente," explica Benjamin Yellen, um dos criadores da nova técnica de montagem magnética de nanopartículas.

Segundo Yellen, embora lasers de alta intensidade possam movimentar pequenos objetos, numa realização em nanoescala dos raios-tratores da série Jornada nas Estrelas, eles simplesmente superaquecem e destroem os materiais biológicos. E manipular uma quantidade grande de partículas exigiria um aparato ainda irrealizável de múltiplos feixes de luz num espaço minúsculo.

Os campos elétricos, por sua vez, embora funcionem bem com partículas inertes, podem iniciar reações químicas em materiais orgânicos, destruindo o material original com que se deseja trabalhar.

Para resolver todos esses problemas, os cientistas criaram uma série de "armadilhas" magnéticas permanentes, em formatos circulares e retangulares, cada uma medindo alguns poucos milionésimos de metro. Cada armadilha é feita de cobalto, um elemento que, como o ferro, é magnético, montada sobre uma pastilha de silício.

Sobre essas partilhas cobertas de armadilhas magnéticos, foi adicionado um fluido contendo nanopartículas magnéticas de óxido de ferro em suspensão. Cada uma dessas nanopartículas mede apenas 10 nanômetros de diâmetro.

Sobre esse "ferrofluido", foram colocadas esferas microscópicas de látex coloidal, cada esfera medindo entre 90 e 5.000 nanômetros. Finalmente, os cientistas criaram um segundo campo magnético externo que, quando ligado, consegue alterar o campo magnético ao redor das armadilhas, cujo magnetismo é permanente.

Essa disposição permitiu que as esferas de látex pudessem ser manipuladas e organizadas em uma grande variedade de padrões diferentes, graças à alteração na forma como os dois campos magnéticos atuam sobre as nanopartículas de óxido de ferro. Sob a direção dos campos magnéticos, alterados conforme o desejo do pesquisador, as partículas agem coletivamente como rebanhos em nanoescala, conseguindo puxar e empurrar as comparativamente gigantescas esferas de colóides. As próprias esferas eram coloridas, facilitando o monitoramento de seus movimentos.

Enquanto o magnetismo das armadilhas forma uma espécie de trilho, o campo da fonte magnética externa age como uma locomotiva, puxando e empurrando as partículas que se deseja movimentar. Com a vantagem de que, ao contrário de uma ferrovia tradicional, os pesquisadores podem alterar a rota dos "trilhos" virtuais magnéticos.

No artigo que descreve a descoberta, publicado no periódico Proceedings of the National Academy of Sciences, Yellen e seus colegas listam várias aplicações possíveis para a nova descoberta, que vão desde a montagem rápida de moléculas para a construção de biosensores e para experimentos de hibridização, e arranjos precisos de células, bactérias e vírus em equipamentos de diagnósticos médicos do futuro, até a montagem de componentes microeletrônicos, como transistores de nanofios.

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