Nanomotor molecular dispensa ferramentas para ser construído

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/12/2010

Mas como pode um rotor girar dentro de uma célula hexagonal?
[Imagem: Dirk Kuehne/TUM]

Rotor molecular

Moléculas que se auto-organizam para formar peças para nanomáquinas funcionais ainda são um sonho distante.

Mas um sonho que vale a pena ser perseguido, a julgar pelo recente trabalho de uma equipe da Universidade de Munique, na Alemanha.

O professor Johannes Barth e seus colegas capturaram moléculas em formato de bastão em uma rede bidimensional de tal maneira que elas se organizaram para formar pequenos rotores.

Os nanorrotores giram em suas caixas em formato de favos de mel, formando nanomotores moleculares.

Reticulado

Primeiro, os físicos construíram uma extensa nano rede fazendo reagir átomos de cobalto com as moléculas cilíndricas de sexifenil-dicarbonitrilo, sobre uma superfície de prata.

A reação criou um reticulado em formato de colmeia, com extrema regularidade e uma estabilidade surpreendente. A nano rede é estruturalmente similar ao grafeno, possuindo apenas um átomo de espessura.

Quando os pesquisadores adicionaram outros blocos de construção moleculares, as hastes se reuniram espontaneamente.

Para fazer o motor molecular girar foi uma questão de elevar a temperatura.

O arranjo em três pás que as moléculas assumiram é tão energeticamente vantajoso que elas mantêm a estrutura mesmo quando a energia termal é suficiente para fazê-las girar.

Comutação óptica ou eletrônica

Mas como pode um rotor girar dentro de uma célula hexagonal?

Na realidade, a observação no microscópio eletrônico revelou que há duas posições diferentes para os rotores que resultam das interações entre os átomos de nitrogênio em sua extremidade e os átomos de hidrogênio nas paredes da célula. É a alternância entre esses modos que resulta no movimento.

Além disso, as três moléculas se reorganizam em uma sequência horária ou anti-horária. Os cientistas conseguiram determinar com precisão as transições de temperatura que fazem o rotor "mudar de posição" num ou noutro sentido.

"Nós esperamos no futuro poder estender estes modelos mecânicos simples para fazer comutação óptica ou eletrônica," afirmou o professor Barth. "Nós podemos definir um tamanho específico para as células, nós podemos adicionar outras moléculas e estudar sua interação com a superfície e com a parede celular. Estas estruturas auto-organizáveis têm um enorme potencial."