Uma equipe de químicos dos EUA e da China construiu um cubo de blocos de hidrogel, que se parece e age muito como um cubo de Rubik. Os pesquisadores dizem que seu trabalho é mais do que apenas divertido:ele pode inspirar novas maneiras de armazenar e detectar informações, e possivelmente até ajudar os pacientes a monitorar suas condições médicas.

Assim como o brinquedo, a nova estrutura contém linhas e colunas individuais giratórias; manipular isso muda o padrão de cor nas seis faces do cubo. Mas, ao contrário do plástico rígido de um cubo de Rubik, esta nova estrutura é feita de um hidrogel autocurante, um material polimérico mole que pode absorver grandes quantidades de água e formar novas ligações químicas quando as ligações antigas se rompem.

A equipe criou a estrutura como parte de um esforço maior para encontrar novas maneiras de codificar informações em objetos físicos.

"Pense em códigos QR, que são padrões de pixels pretos e brancos em uma superfície bidimensional usada para armazenar informações, "disse Jonathan Sessler, um professor de química da Universidade do Texas em Austin e co-autor de um estudo publicado hoje na revista Materiais avançados . "Estamos explorando maneiras de codificar informações em padrões de cores e em três dimensões, teoricamente levando a uma densidade de informação muito maior. "

Os matemáticos estimam que existem cerca de 43 quintilhões - isso é 43 vezes 10 a 18 - configurações exclusivas de um cubo de Rubik, sugerindo que um cubo pode armazenar uma grande quantidade de informações.

"Em pouco tempo, você pode manipular as interações entre os pequenos blocos, "Sessler disse." É pegajoso, mas eles não estão travando. Então, por um longo tempo, digamos 24 horas, a estrutura se encaixa no lugar. "

Os 27 blocos de construção do cubo foram coloridos usando uma nova classe revolucionária de pontos fluorescentes inventados por Ben Zhong Tang, um químico da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong, e o projeto foi liderado por Xiaofan Ji, um ex-pesquisador de pós-doutorado na UT Austin, agora trabalhando no laboratório de Tang.

Quando as partes de um hidrogel autocurável são rasgadas e, em seguida, recolocadas em uma orientação diferente, novas ligações químicas se formam para mantê-lo na nova configuração. Um dos desafios de fazer o novo cubo flexível de Rubik era tornar as ligações fracas o suficiente para que as linhas pudessem ser facilmente giradas à mão, mas forte o suficiente para que toda a estrutura retenha sua forma.

Mais desenvolvimento será necessário antes que a inovação possa ser aplicada ao armazenamento de dados, ou para outras aplicações, como em sensores vestíveis que monitoram as alterações químicas de um paciente, por exemplo, em alguém com diabetes.

Nos anos 1980, nos dias anteriores, as soluções para todos os problemas da vida estavam apenas a uma rápida pesquisa na Internet, Sessler usou a matemática para encontrar diferentes séries de rotações que poderiam ser usadas para reorganizar os padrões de cores em um cubo de Rubik de uma forma controlada. Com tempo suficiente, ele poderia pegar um cubo embaralhado e restaurá-lo à sua condição original, com cores sólidas em cada face.

"Eu estaria em uma festa e alguém me jogaria um Cubo de Rubik, "Sessler lembrou." E eu iria para o canto e resolveria em um período de tempo socialmente aceitável - algo como 10 ou 20 minutos. "

"Agora, "disse Sessler, "com este novo cubo de Rubik, tudo o que temos a fazer é separá-lo e colar os blocos de volta onde quisermos. Podemos resolver o problema em segundos, usando o poder da química para trapacear. "