Nanobalança pesa átomos individuais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/11/2008

Imagem da nanobalança feita por um microscópio eletrônico. Entre os dois eletrodos de ouro é possível ver o nanotubo de carbono.
[Imagem: B. Lassagne et al.]

Cientistas espanhóis criaram uma balança capaz de pesar um átomo individual. A sua abordagem se mostrou tão promissora que eles afirmam ser possível atingir num futuro próximo uma precisão suficiente para pesar a massa de um único núcleo atômico.

Medindo vibrações

O principal elemento da nanobalança é um nanotubo de carbono de um nanômetro de diâmetro, com as duas extremidades presas a eletrodos. Quando submetido a uma corrente elétrica, o nanotubo vibra, transformando-se num ressonador eletromecânico.

Quando os átomos são disparados em direção ao ressonador, eles grudam no nanotubo. Isto altera a massa do ressonador, alterando a freqüência de vibração do nanotubo. Monitorando com extrema precisão a freqüência da vibração do nanotubo, os cientistas são capazes de quantificar com precisão a massa dos átomos.

Rumo ao infinitesimal

A temperatura ambiente, a nanobalança tem uma resolução de 25 zeptogramas - um zeptograma equivale a 10^-21 gramas. Nessa escala, até mesmo a nanotecnologia parece lidar com dimensões gigantescas - abaixo do nano (10^-9), vêm pico (10^-12), femto (10^-15), atto (10^-18), zepto (10^-21) e, finalmente, pelo menos até agora, o yocto (10^-24).

Essa precisão pode ser muito maior quando a nanobalança é resfriada a 5 Kelvin (-268,15º C), o que a torna capaz de medir 1,4 zeptogramas. A maior resolução já atingida com ressonadores de silício, tradicionalmente utilizados em nanotecnologia, foi de 7 zeptogramas.

Pesando átomos e núcleos atômicos

A nanobalança permitirá a detecção de minúsculas quantidades de massa, podendo pesar proteínas e outras biomoléculas com precisão atômica. Ela também poderá ser utilizada para acompanhar reações nucleares em átomos individuais.

Os cientistas afirmam que sua nanobalança poderá chegar a uma precisão de 0,001 zeptogramas, a massa do núcleo de um átomo. Quando chegarem lá, eles planejam colocar proteínas sobre o nanotubo e monitorar as mudanças de sua massa durante as reações químicas - quando um átomo de hidrogênio é liberado pela proteína, por exemplo.

Outras nanobalanças

Um outro grupo de pesquisadores já havia criado uma nanobalança com nanotubos, embora não tivessem alcançado a mesma precisão (veja Cientistas criam uma balança capaz de pesar um único átomo). Atualmente, equipes da Universidade Técnica da Califórnia e da Universidade de Berkeley também estão trabalhando em projetos similares.

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