Materiais sensíveis a estímulos podem responder a forças físicas com transições de fase estruturais. Isso também se aplica a misturas de surfactante-biopolímero, um estudo feito por cientistas alemães e chineses agora relata. Surpreendentemente, as fases recentemente adotadas persistem após a remoção do estresse e podem ser detectadas por uma tecnologia de leitura ótica simples. A detecção biométrica de impressões digitais é um aplicativo atraente para essa tecnologia. Os resultados são publicados na revista Angewandte Chemie .

Cristais líquidos são moléculas anisotrópicas de forma que podem adotar fases ordenadas distintas, dependendo das condições físicas. Temperatura, pressão, ou a carga pode produzir mudanças de cor, interruptores de luz escura, ou uma aparência birefrativa, todos os quais representam mudanças na ordem molecular. Essas transições também podem ocorrer em géis, e até mesmo em sabonetes com transições micelares. O sistema químico desenvolvido por Andreas Herrmann na Universidade de Groningen, Os Países Baixos, e colegas da Academia Chinesa de Ciências, é um complexo de um polipeptídeo supercarregado com um surfactante catiônico. O líquido viscoso adotou padrões de birrefringência depois de simplesmente ser tocado, para revelar detalhes como os de uma impressão digital.

Buscando explorar o comportamento dos fluidos biológicos, os cientistas projetaram uma série de polipeptídeos supercarregados que formam materiais biológicos moles com propriedades interessantes quando combinados com moléculas que fornecem a carga oposta. Os polipeptídeos supercarregados consistiam em cinco unidades de repetição de aminoácidos com um ou dois resíduos de ácido glutâmico carregados negativamente em cada unidade. Como o surfactante catiônico, os pesquisadores desenvolveram um azobenzeno aromático com carga positiva de um lado e uma cadeia hidrofóbica do outro. Somados, o polipeptídeo e o surfactante formaram uma gota líquida de polipeptídeo rica em água com um matiz laranja. Neste líquido, os cientistas não encontraram nenhuma ordem molecular, birrefringência, ou padrão de difração, e apenas um fluido viscoso isotrópico.

Uma força de cisalhamento estimulou uma resposta diferente. Água corrente ou o toque de um dedo tornou a amostra birrefringente, e os padrões ordenados eram evidentes, relataram os autores. Essas estruturas ordenadas assemelhavam-se às fases cristalinas líquidas liotrópicas de longo alcance típicas de misturas contendo surfactante. Surpreendentemente, essa ordem persistiu, mesmo depois de remover a tesoura. Um microscópio óptico polarizado detectou padrões de birrefringência que registraram com sensibilidade a textura da ferramenta de aplicação de cisalhamento. Em outras palavras, as minúcias, as saliências e linhas na ponta do dedo que constituem uma impressão digital, foram bem representados nas micrografias de polarização.

Esta descoberta notável sugere que o fluido polipeptídico supercarregado poderia, em princípio, ser usado para detecção biométrica. Considerando que os sensores de impressão digital dos dias modernos que não são baseados em impressão a tinta dependem de eletrônicos ajustados, os cientistas apresentam uma configuração diferente com leitura microscópica de birrefringência. Contudo, as condições exatas para as transições de fase no material e os mecanismos subjacentes ainda precisam ser explorados, os autores comentam.