Por décadas, os cientistas vêm tentando fazer uma verdadeira cadeia molecular:um conjunto repetido de minúsculos anéis interligados. Em um estudo em Ciência publicado online em 30 de novembro, Pesquisadores da Universidade de Chicago anunciaram o primeiro método confirmado para criar essa cadeia molecular.

Muitas moléculas descritas como "ligadas" são unidas por ligações covalentes fixas - não dois anéis interligados que se movem livremente. A distinção faz uma grande diferença quando se trata de como a corrente se move.

"Pense em pendurar uma corrente de prata na palma da mão:ela desaba facilmente em uma piscina plana e pode escorrer da sua mão, muito diferente de um colar de contas fixas, "disse Stuart Rowan, professora do Instituto de Engenharia Molecular e do Departamento de Química da UChicago e principal autor do artigo.

As cadeias interligadas mais longas podem fazer materiais ou máquinas com propriedades intrigantes, pesquisadores disseram. Polímeros - materiais feitos de unidades repetidas unidas - são extremamente úteis na vida cotidiana, fazendo tudo, de plásticos a proteínas; e esta nova forma de combinar as unidades repetidas pode abrir novos caminhos na engenharia.

"Uma haste de metal é rígida, mas uma corrente de metal feita do mesmo material é muito flexível, "disse o pesquisador de pós-doutorado da UChicago, Qiong Wu, o primeiro autor no artigo. "Ao manter a mesma composição química, mas mudando a arquitetura, você pode mudar drasticamente o comportamento do material. "

Técnicas anteriores - incluindo uma que rendeu ao seu inventor uma participação no Prêmio Nobel de Química de 2016 - só conseguiram ligar no máximo sete anéis. Em vez de tentar combinar conjuntos de dois ou três loops em uma cadeia maior, o novo método combina vários anéis fechados e loops abertos. Eles adicionaram um íon de metal que mantinha os laços e anéis juntos, executou uma reação para fechar os loops abertos e, em seguida, removeu o metal para revelar um conjunto de loops interligados de uma só vez, duas dúzias ou mais loops de comprimento.

Porque eles são tão pequenos - cada loop tem cerca de um nanômetro de diâmetro, menos de cem átomos de diâmetro - a equipe gastou muito tempo provando que a cadeia realmente tinha loops girando livremente. Mas uma combinação de técnicas experimentais e computacionais convenceu os pesquisadores de que eram reais.

Foi teorizado que tais cadeias deveriam absorver bem a energia - uma propriedade útil para amortecer o som ou absorver as vibrações. Deve usar menos energia para colapsar em configurações menores, uma vez que leva menos energia para mover um anel do que para manipular ligações covalentes. É até possível que as correntes possam ser construídas para expandir e contrair como um acordeão com base em um estímulo; todas as habilidades interessantes para máquinas minúsculas.

"Esta é realmente uma nova arquitetura de polímero, que pode oferecer a você todos os benefícios dos polímeros, como funcionalidade e ajuste poderosos, além da capacidade de coordenar e projetar seu movimento em uma escala muito pequena, "disse o estudante de graduação Phil Rauscher, também co-autor.

"Estamos muito animados para explorar suas propriedades, agora que sabemos como fabricá-las, "Rowan disse.