Nas últimas décadas, os pesquisadores construíram minúsculas máquinas moleculares que giram ou transportam outras moléculas. No entanto, é difícil determinar o trabalho mecânico e as forças que essas pequenas engenhocas produzem, o que é importante ao usá-las como nanorrobôs ou em músculos artificiais. Agora, no Journal of the American Chemical Society , os pesquisadores relatam motores moleculares que se torcem e destorcem como brinquedos giratórios - permitindo a medição da energia e torque de suas rotações.
A natureza já fabrica uma variedade de máquinas moleculares, seja nos flagelos semelhantes a cabelos que impulsionam as bactérias ou na enzima rotativa que produz o composto de armazenamento de energia adenosina trifosfato (ATP). Os pesquisadores vêm criando suas próprias versões com o objetivo de usá-las como transportadores ou bombas, ou para fabricar materiais que possam armazenar e liberar energia mecânica. Embora existam muitos projetos agora, ainda é difícil projetá-los para rotações repetitivas e medir quanto trabalho – ou força aplicada à distância – eles podem exercer. Então, Nicolas Giuseppone e seus colegas decidiram construir máquinas moleculares com movimento cíclico reversível que lhes permitiria fazer exatamente isso.

Os pesquisadores construíram uma máquina molecular em forma de oito com um motor rotativo em seu centro e uma cadeia de polímero em cada uma de suas duas voltas. A luz ultravioleta ativava a rotação na interseção do número oito e fazia com que as voltas girassem uma, duas ou três vezes. Quando a luz era desligada, as máquinas com laços menores se desenrolavam gradualmente para aliviar a tensão, assim como o desenrolar de um brinquedo giratório. Os pesquisadores então conduziram experimentos de torção-destorção em diferentes temperaturas para calcular o trabalho, a força e o torque. O turbilhão exerceu um torque semelhante ao da conhecida enzima que produz ATP, fornecendo assim uma visão promissora da energia mecânica que poderia ser armazenada e liberada por essas minúsculas máquinas. + Explorar mais

Experimentos com uma única molécula revelam a capacidade de força de motores moleculares artificiais