O novo "nanodragster" (à esquerda) pode levar a máquinas moleculares para a fabricação de circuitos de computador e outros componentes eletrônicos. Crédito:American Chemical Society
(PhysOrg.com) - Os químicos estão cada vez melhores na construção de nanomáquinas, mas os pesquisadores do arroz continuam correndo à frente do grupo.
O trabalho mais recente em uma série de máquinas moleculares que começou com o nanocarro de 2005 produziu o que os cientistas da Rice University James Tour e Kevin Kelly chamam de nanodragster por sua forma característica de hot rod, com rodas pequenas em um eixo curto na frente e rodas grandes em um eixo longo atrás.
Sua pesquisa, relatado no jornal American Chemical Society Cartas Orgânicas , é mais um passo em direção a nanomáquinas funcionais que podem ser personalizadas e configuradas para funcionar em microeletrônica e outras aplicações. Guillaume Vives, um associado de pesquisa de pós-doutorado no laboratório do Tour, e JungHo Kang, um estudante de pós-graduação no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação, é co-autor do artigo.
O que essas rodas são feitas mais importa. Os primeiros nanocarros enrolados em moléculas simples de carbono 60, também conhecido como buckyballs. Mas eles eram uma chatice, literalmente, como eles só virariam em uma superfície dourada em alta temperatura, cerca de 200 graus Celsius.
Percorrer, Rice's T.T. e W.F. Chao Chair em Química e professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais e ciência da computação, e sua equipe descobriu em pesquisas anteriores que rodas feitas de p-carborano, um aglomerado de átomos de carbono e boro, operar em temperaturas muito mais baixas. Mas eles são mais difíceis de obter imagens com um microscópio de tunelamento por varredura por causa de sua interação muito mais fraca com as superfícies metálicas.
A chave para fazer nanodragsters, Tour disse, estava colocando rodas de p-carborano na frente e fulerenos atrás, obtendo as vantagens de ambos. As rodas dianteiras rolam mais facilmente, enquanto os fulerenos aderem à estrada dourada bem o suficiente para serem fotografados por Kelly, professor associado do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Rice. E o veículo opera a uma temperatura muito mais baixa do que os nano-veículos anteriores.
"O truque para fazer esses nanocarros era acoplar as rodas menores primeiro, em seguida, desative suas extremidades reativas por meio de anexos de grupos de carbono que chamamos de 'foices, 'muito parecido com as lâminas no centro das rodas clássicas de carruagem, "Tour disse." Então poderíamos fixar as rodas maiores do C60 no eixo traseiro.
O minúsculo hot rod, 25/01, 000º da largura de um cabelo humano, tem um chassi que gira livremente e permite que o carro gire quando uma roda dianteira ou outra é levantada, um comportamento não visto em nanocarros anteriores. Para a diversão dos pesquisadores, em várias das imagens, os nanodragsters parecem "estourar cavalinhos" com as duas rodas dianteiras levantadas da superfície, assim como verdadeiros dragsters no início de uma corrida.
Imagens em diferentes temperaturas para entender melhor as barreiras de energia associadas aos nano-veículos em movimento não são discutidas neste artigo, mas os pesquisadores estão realizando esse tipo de trabalho tanto nas superfícies de ouro originais quanto no vidro e outros substratos. Obter maior controle de seus movimentos também é objeto de pesquisas em andamento.