p (PhysOrg.com) - Assim como os cílios que revestem os pulmões ajudam a manter as passagens limpas, movendo as partículas ao longo das pontas das minúsculas estruturas capilares, cerdas minúsculas feitas pelo homem, conhecidas como nanoescovas, podem ajudar a reduzir o atrito ao longo das superfícies em nível molecular, entre outras coisas. p Em sua última série de experimentos, Os engenheiros da Duke University desenvolveram uma nova abordagem para sintetizar esses nanoescovas, o que poderia melhorar sua versatilidade no futuro. Essas escovas de polímero estão sendo usadas em sensores biológicos e dispositivos microscópicos, como microcantilevers, e eles vão desempenhar um papel importante no futuro impulso para a miniaturização, disseram os pesquisadores.

p Os nanopincéis são normalmente feitos de moléculas de polímero cultivadas em superfícies planas com filamentos das moléculas crescendo e saindo de uma superfície, muito parecido com os cabelos em uma escova. Os polímeros são grandes moléculas feitas pelo homem, onipresentes na fabricação de produtos de uso diário.

p Como criadores de pomares microscópicos, os cientistas da Duke enxertaram feixes de "membros" de polímero em superfícies planas conhecidas como substratos, já coberto com cerdas de escova. Em sua abordagem, dois pincéis diferentes podem ser unidos e padronizados na escala micro. Como os "membros" podem ser feitos de uma substância diferente do substrato, os cientistas acreditam que essas nanoestruturas são capazes de modificar significativamente as propriedades de uma determinada superfície.

p Para fazer uma escova nano, os cientistas adicionam um produto químico conhecido como iniciador à superfície plana, que estimula o crescimento dos fios.

p “Uma das formas comuns de cultivo de pincéis é como uma impressora matricial, com um iniciador sendo a tinta "impressa" em um substrato inorgânico, como uma pastilha de silício ou uma superfície de ouro, que então faz com que as cerdas da escova cresçam em padrões específicos, ”Disse Stefan Zauscher, Alfred M. Hunt Faculty Scholar e professor associado de engenharia mecânica e ciência dos materiais na Duke’s Pratt School of Engineering.

p “Em nossa abordagem de padronização, agora também somos capazes de iniciar o crescimento de pincel de polímero em substratos de escova existentes e, assim, obter escovas de copolímero de bloco padronizado, assim como enxertos, em substratos poliméricos, ”Disse Zauscher. “A capacidade de criar estruturas de escova mais intrincadas oferece o potencial para usá-las em aplicações biomédicas como sensores para a detecção de proteínas ou glicose.”

p Os resultados dos experimentos de sua equipe foram publicados online no jornal Pequena . A pesquisa é apoiada pela National Science Foundation.

p Zauscher disse que esta nova abordagem pode ser facilmente expandida para muitos outros tipos de polímeros, e para fazer camadas simples ou duplas de pincéis. Essas nanoescovas, ele disse, teria muitos usos potenciais, e abriria as possibilidades para a construção de arquiteturas de polímero mais complicadas, que são muito procurados por tecnologias atuais e futuras.

p Em pesquisas recentes, publicado anteriormente na revista Advanced Materials, Zauscher mostrou que nanoescovas responsivas a estímulos se assemelham e agem como anêmonas do mar, que têm uma infinidade de braços estendendo-se de uma base anexada. Da mesma forma que esses animais marinhos, nanopincéis podem ser usados ​​para capturar e liberar micropartículas à medida que se movem pela superfície.

p “Essas microestruturas têm um uso potencial em sistemas microfluídicos - como labs-on-a-chip - para capturar e liberar partículas em locais predefinidos, muito parecido com as anêmonas do mar capturam suas presas e as conduzem até suas bocas, ”Disse Zauscher.

p Outros membros da Duke são Tao Chen e Debby Chang.