p (PhysOrg.com) - Uma equipe de engenheiros dos EUA e da Coreia do Sul desenvolveu o que se acredita ser a menor bomba feita pelo homem já construída, alimentado por um eletrodo de vidro. A bomba tem aproximadamente o mesmo tamanho de um corpúsculo vermelho do sangue. p Embora o vidro normalmente não conduza eletricidade, a equipe descobriu há alguns anos que em nanoescala o vidro pode conduzir eletricidade sem quebrar. Eles agora usaram a propriedade para resolver um problema inerente aos nanodispositivos, que é a dificuldade de integrar fios neles para fornecer a corrente elétrica necessária.

p Os engenheiros envolvidos na pesquisa foram Sanghyun Lee da Universidade Pohang de Ciência e Tecnologia da Coréia do Sul, e Alan Hunt e Ran An da Universidade de Michigan em Ann Arbor nos EUA. Eles usinaram nanocanais dentro de um substrato de vidro (uma lamínula de microscópio) usando uma nova técnica de laser (chamada de "nanomáquina com laser de femtossegundo"), deixando uma parede de vidro fina na ponta de cada canal que pode mudar as propriedades reversivelmente de um isolante para um condutor na presença de campos elétricos intensos. Este fenômeno é chamado de “ruptura dialétrica, ”E geralmente resulta em superaquecimento e danos, mas na nanoescala não há danos ao vidro.

p Quando o canal é preenchido com uma solução eletricamente condutora, ele efetivamente se torna um minúsculo fio líquido, com a parede de vidro no final atuando como um eletrodo. Hunt descreveu a espessura da parede de vidro dizendo que “se Alice comesse um cogumelo no País das Maravilhas e se reduzisse ao tamanho de um mosquito, a linha em seu vestido seria tão grossa quanto a parede de vidro condutora do eletrodo. ”

p A equipe demonstrou os eletrodos de vidro usando-os para alimentar uma bomba microscópica que consiste em um conjunto de três eletrodos de vidro de 0,6 micrômetro de largura. Cada eletrodo consiste em dois canais posicionados de ponta a ponta com a parede de vidro entre eles. A parede normalmente evitaria que o eletrólito e a corrente elétrica passassem, mas na nanoescala aplicar um potencial elétrico de apenas 10 volts foi suficiente para transformar o vidro isolante em um eletrodo condutor. O calor gerado pela quebra do dielétrico foi dissipado tão rapidamente nessa escala que não houve danos ao vidro.

p A bomba funciona por eletroosmose, em que a eletricidade empurra os fluidos de uma extremidade da bomba para a outra. O coração da bomba mede apenas quatro micrômetros de diâmetro, e a bomba é capaz de controlar uma taxa de fluxo de um femtolitro (10 ^-15 litros) por segundo. Ele pode ser usado para aplicações como entrega de drogas a uma célula individual ou para coleta de amostras de fluido de células individuais. Os eletrodos de vidro também podem ser integrados em outros dispositivos em nanoescala.

p Os resultados da pesquisa são publicados online em Nature Nanotechnology . p © 2010 PhysOrg.com