Pesquisadores do instituto de pesquisa MESA + da Universidade de Twente estão construindo máquinas moleculares capazes de exercer uma força mensurável em nanoescala e em ambiente fluido. O design dessas máquinas é baseado em túbulos supramoleculares de automontagem que podem acumular e armazenar energia da luz e convertê-la em um trabalho mecânico. Os túbulos foram inspirados nas estruturas biomoleculares que transportam cargas moleculares nas células. A pesquisa foi publicada na principal revista científica PNAS .

As máquinas moleculares - dispositivos de tamanho nanométrico que convertem energia em movimento - têm sido um tema quente global desde que Ben Feringa ganhou o prêmio Nobel no ano passado. É um campo de pesquisa relativamente novo, mas na natureza as máquinas moleculares são encontradas em toda parte; por exemplo, eles são responsáveis ​​pela contração muscular, locomoção em células espermáticas e bactérias, divisão celular, e replicação de DNA dentro do núcleo da célula.

Auto-montagem

Por causa de sua escala extremamente pequena, e o fato de que a maioria das máquinas moleculares artificiais só podem funcionar quando suspensas em um líquido, geralmente é impossível colher a força que podem exercer, pois operam em um ambiente 'tempestuoso' com o movimento browniano onipresente (onipresente) (movimento aleatório de partículas suspensas em um fluido). No entanto, tornar essas forças mensuráveis ​​é exatamente o que é necessário para colocá-las em uso. Tibor Kudernac, Pesquisador da Universidade de Twente e ex-colega de Ben Feringa, portanto, estabeleceu para si mesmo o objetivo de desenvolver máquinas moleculares sintéticas cujo poder pudesse ser medido e colocado em uso. Para alcançar isto, ele se direcionou para a química supramolecular, e automontagem em particular. Kudernac e seus co-pesquisadores desenvolveram blocos de construção químicos que se agrupam naturalmente para formar túbulos, estruturas semelhantes a tubos de até um micrômetro de comprimento e poucos nanômetros de largura. Quando esses túbulos são iluminados com luz, deformação mecânica se acumula em sua estrutura até que um valor limite seja excedido e a estrutura desmorone abruptamente, liberando a energia. Desta maneira, os pesquisadores conseguiram converter a energia da luz em uma energia de deformação armazenada que, subsequentemente, alimenta a resposta mecânica específica.