Primeira corrida de nanomotores revela máquinas promissoras para nanorrobôs

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/05/2008

Envenenar motores para obter mais potência é uma prática antiga entre os aficionados pelo automobilismo. A idéia agora foi adotada pelos criadores dos nanomotores, responsáveis por impulsionar as nanomáquinas e nanorrobôs que um dia poderão ser utilizadas para retirar contaminantes da natureza e ajudar a tratar doenças no interior do corpo humano.

Corrida de nanomotores

A equipe do Dr. Joseph Wang, da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos, descobriu que "turbinar" um nanomotor pode ser uma simples questão de adicionar-lhe uma porção de nanotubos de carbono. E os resultados valem a pena: o nanomotor "tunado" é 10 vezes mais potente do que o nanomotor original.

Para testar os resultados de suas "mexidas", eles organizaram a primeira corrida de nanomotores do mundo. As linhas verdes da imagem abaixo mostram os resultados da corrida, onde as imagens a, b, c e d representam as trilhas deixadas pelos vários motores preparados pelos engenheiros.

O "c" foi claramente o vencedor, um nanomotor catalítico composto por nanofios de ouro e platina turbinado com nanotubos de carbono e utilizando um aditivo de hidrazina, um combustível normalmente utilizado em foguetes.

Nanomotores catalíticos

Nanomotores catalíticos são uma espécie de nanomotor que imita os motores biológicos, presentes em diversos microorganismos. A vantagem de replicar os motores criados pela natureza é que eles utilizam reações catalíticas para criar forças a partir de alterações químicas, o que dispensa o carregamento de combustíveis ou o uso de fontes de energia externa.

Os nanomotores funcionam mergulhados em uma solução contendo peróxido de hidrogênio, que funciona como combustível. O peróxido oxida-se na porção do nanomotor feita com platina ou com platina acrescida de nanotubos. Os elétrons gerados pela oxidação fluem na direção da ponta de ouro, criando um campo elétrico local e forçando uma migração de prótons entre o nanomotor e o fluido à sua volta, resultando em seu deslocamento na direção oposta.

A maior atividade catalítica da platina com nanotubos acelera a reação de oxidação, gerando um fluxo de elétrons maior e uma migração de prótons também maior, o que significa que o nanomotor se movimenta mais rapidamente.

Aditivo para nanomotor

Apesar dos grandes progressos recentes, contudo, os nanomotores feitos pelo homem ainda não se comparam em velocidade e eficiência às nanomáquinas biológicas, o que praticamente impede seu uso prático. A velocidade de um nanomotor catalítico típico é de cerca de 10 micrômetros por segundo (µm/s), ou seja, ele levará quase 17 minutos para percorrer uma distância de um centímetro.

Ao inserir nanotubos de carbono junto com a platina, o nanomotor atingiu uma velocidade de 60 µm/s, navegando na solução de peróxido de hidrogênio.

Quando o peróxido de hidrogênio é substituído por hidrazina, um combustível utilizado em foguetes, a velocidade variou entre 94 e 200 µm/s. Nessa velocidade recorde aquele mesmo centímetro é percorrido em apenas 50 segundos.

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