Pesquisadores da Universidade de Linköping desenvolveram um princípio de projeto sobre como transferir o movimento rotativo para outra parte de um sistema molecular e ter controle total sobre a direção da rotação. Crédito:Thor Balkhed/Universidade de Linköping Um estudo publicado em Chemistry—A European Journal apresenta um projeto de prova de princípio de motores moleculares.
“Motores moleculares artificiais são moléculas que absorvem luz de uma fonte externa, como a luz solar, e convertem a energia da luz em energia cinética”, diz Bo Durbeej, professor da Universidade de Linköping (LiU), que liderou o estudo.
“Motores moleculares” podem parecer ficção científica, mas no corpo existem muitos motores moleculares biológicos que impulsionam os músculos e transportam substâncias dentro das células. Pesquisadores de química e nanotecnologia há muito buscam desenvolver motores moleculares artificiais, que poderão ser úteis em diversas áreas no futuro. Possíveis aplicações incluem usá-los para entregar medicamentos no local certo do corpo ou para armazenar energia solar.
Mas um motor por si só não é suficiente. Um carro que tivesse apenas motor ou motor, mas sem rodas, não iria longe. A potência do motor deve ser transferida – para as rodas, no caso do carro – e isso é feito através de uma caixa de câmbio. Da mesma forma, o próximo passo neste campo de pesquisa é construir engrenagens moleculares que possam transferir a energia cinética de uma parte de uma molécula para outra. As aplicações futuras dependem da capacidade de usar o movimento em outro lugar diferente de onde foi criado.
"Muitos cientistas há muito tentam construir engrenagens moleculares. Desenvolvemos um princípio de projeto sobre como transferir o movimento rotativo para outra parte de um sistema molecular e ter controle total sobre a direção da rotação. Projetos anteriores não foram capazes de controlar o movimento rotativo", diz Bo Durbeej.
Um grande desafio no desenvolvimento de um equipamento fotográfico molecular é que a parte que você deseja girar, a "hélice", está ligada ao resto da molécula por uma ligação simples. As ligações simples giram com muita facilidade, dificultando o controle da direcionalidade. Mas os investigadores da LiU conseguiram agora resolver este problema ao encontrar uma combinação funcional de vários factores, incluindo a distância entre a hélice e a parte da molécula que constitui o próprio “motor”.
Os pesquisadores confirmaram que seu projeto funciona fazendo cálculos e simulações computacionais avançadas em supercomputadores no Centro Nacional de Supercomputadores em Linköping, fornecido pela Infraestrutura Nacional Sueca para Computação, SNIC, e pela Infraestrutura Acadêmica Nacional para Supercomputação na Suécia, NAISS.
"Mostramos agora que nosso princípio de design funciona. O próximo passo é desenvolver equipamentos fotográficos moleculares que sejam tão fáceis de sintetizar quanto possível", diz Durbeej.
Mais informações: Enrique M. Arpa et al, Um projeto de prova de princípio para transmissão através do espaço de movimento rotativo unidirecional por fotogears moleculares**, Chemistry—A European Journal (2023). DOI:10.1002/chem.202303191 Informações do diário: Química – Um Jornal Europeu
