Cristais ultrapuros são montados com DNA

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/12/2013

Os cristais podem ser feitos de praticamente qualquer material, de acordo com a aplicação que se tem em vista.
[Imagem: Evelyn Auyeung et al./Nature]

Cristais com DNA

É possível fabricar diamantes e outros cristais artificiais, desde que se tenha à disposição equipamentos de altíssima pressão, ou se use explosivos.

Evelyn Auyeung e seus colegas da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, descobriram uma forma muito mais sutil e controlada de fazer o mesmo.

O grupo descobriu que é possível usar moléculas de DNA para guiar nanopartículas e fazer com que elas se transformem em cristais perfeitamente ordenados.

"Cristais são a espinha dorsal de muitas coisas das quais dependemos - diamantes para joias e aplicações industriais, safiras para lasers e silício para a eletrônica," explica o professor Chad Mirkin, orientador do grupo.

O problema é que geralmente dependemos de coletar esses cristais na natureza, purificá-los e conformá-los a cada aplicação.

Seguindo o princípio básico da nanotecnologia, o grupo se propôs a construir os cristais de baixo para cima.

Para isso, eles desenvolveram uma técnica que usa nanopartículas como se fossem átomos, moléculas de DNA para fazer as ligações e um pouco de calor para formar os monocristais.

Automontagem de cristais

As moléculas de DNA guiam as nanopartículas para formar a rede atômica ordenada do cristal.
[Imagem: Evelyn Auyeung et al./Nature]

As nanopartículas e as moléculas de DNA são postas em solução, ligeiramente aquecidas e depois deixadas para resfriar. O resfriamento lento encoraja as fitas de DNA a encontrarem seus complementos, unindo as nanopartículas para formar cristais.

Partindo de uma fita específica de DNA, é possível prever com precisão o formato do cristal que resultará da automontagem das nanopartículas, o que possibilita um nível de controle sem precedentes sobre o resultado final - o cristal pode ser projetado segundo a aplicação.

Os monocristais são extremamente puros e têm uma rede cristalina contínua e sem defeitos.

A ausência de defeitos nos cristais - qualquer que seja o elemento de que são formados - pode dar a eles propriedades ópticas, mecânicas e elétricas únicas.

"Nosso método pode levar a novas tecnologias e mesmo abrir o caminho para novas indústrias, da mesma forma que a capacidade para crescer silício em arranjos cristalinos perfeitos tornou possível a indústria multibilionária dos semicondutores," prevê Mirkin.

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