p (PhysOrg.com) - Theo Odijk, você ganha. O professor de biotecnologia da Delft University of Technology, na Holanda, tem um novo melhor amigo, Matteo Pasquali, da Rice University. p Juntamente com colaboradores do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS), a Universidade de Bordeaux, França, e a Universidade Vrije, Amsterdam, o professor do Rice e sua equipe resolveram uma controvérsia de longa data no campo da dinâmica do polímero:os pesquisadores provaram de uma vez por todas que Odijk estava correto ao proclamar que um pouco de flexibilidade ajuda muito para filamentos rígidos em uma solução.

p O estudo na edição atual da revista Ciência mostra que mesmo uma pequena capacidade de dobrar dá nanotubos e outros minúsculos, filamentos rígidos são os meios para navegar por ambientes lotados, ou mesmo redes fixas como matrizes celulares.

p O trabalho de Pasquali, professor de engenharia química e biomolecular e de química, pode trazer novas maneiras de influenciar o movimento de minúsculos filamentos, adaptando sua rigidez a um determinado ambiente.

p Nanotubos estão sendo estudados para uso potencial em todos os tipos de sensoriamento, mesmo nos campos aparentemente díspares de aplicações biológicas e exploração de petróleo. Em ambos, a capacidade dos nanotubos e outras multa, partículas filamentosas para se mover através de seus ambientes é fundamental, Pasquali disse.

p Compreendendo o movimento de um único, cadeia de polímero flexível em uma rede tem sido a chave para os avanços científicos de Odijk e outros em, por exemplo, o comportamento do DNA. Os pesquisadores do Rice esperam que sua revelação não tenha menos impacto.

p Pasquali e o autor principal Nikta Fakhri, um ex-aluno de graduação da Rice agora fazendo pesquisa de pós-doutorado na Universidade de Göttingen, Alemanha, começou a quebrar as teorias bloqueadas por Odijk e dois outros cientistas que discordavam do movimento browniano de filamentos rígidos em um ambiente lotado, e se a própria rigidez desempenhou algum papel.

p "Há um antigo, questão fundamental:como esse objeto filiforme se move quando fica lotado? Pode estar lotado porque está em um gel, ou porque há muitos objetos semelhantes a fios com ele - que para aquele objeto parece um gel, " ele disse.

p A aglomeração restringe a capacidade de um filamento se deslocar. Pense em tentar ir da parte de trás para a frente de um ônibus lotado; é preciso certa agilidade para abrir caminho entre os corpos apinhados. "Acontece que com um pouco de flexibilidade, um filamento pode explorar o espaço ao seu redor com muito mais eficácia, "Pasquali disse.

p Isso se torna importante quando o objetivo é fazer com que os filamentos encontrem e entrem em um poro celular para administrar uma dose de medicamento ou atuar como um sensor fluorescente.

p "Se você olhar para o corpo humano, eles dizem que somos feitos de 60 por cento de água, mas nós não agitamos por aí, "Pasquali explicou." Isso porque a água fica presa nos poros. Quase toda a água em nosso corpo está em estruturas semelhantes a gel:dentro de nossas células, que estão carregados de redes filamentosas, ou no líquido intersticial que envolve essas células. Nós somos um grande, mole, meio poroso. Precisamos entender como as nanopartículas se movem neste meio. "

p Pasquali e Fakhri imitaram redes biológicas usando concentrações variáveis ​​de gel de agarose, um material poroso frequentemente usado como filtro em bioquímica e biologia molecular para DNA e proteínas. O gel forma uma matriz de tamanho controlável através da qual as moléculas podem se mover.

p Os nanotubos serviram como substitutos para qualquer tipo de filamento, embora um cuja rigidez possa ser controlada. Como um tubo de PVC no mundo macro, os nanotubos ficam mais rígidos à medida que ficam mais grossos; mas mesmo os tubos mais rígidos podem flexionar um pouco com o comprimento, e esses tubos eram milhares de vezes mais longos do que largos.

p O estudo começou um tanto acidentalmente quando o co-autor Laurent Cognet, pesquisador do CNRS e da Universidade de Bordeaux, tentou imobilizar nanotubos em géis de agarose. Ele notou em um experimento fracassado que os nanotubos se moviam de uma "maneira engraçada" e discutiu isso com Pasquali.

p Pasquali perguntou se os nanotubos estavam se repetindo - jargão científico para movimento semelhante a uma cobra - e Cognet disse que sim. Fakhri, que estava estudando a dinâmica dos nanotubos, viajou para o laboratório de Bordéus da Cognet e co-autor Brahim Lounis para capturar imagens dos nanotubos em movimento.

p As imagens espectroscópicas e diretas resultantes de 35 nanotubos fluorescentes de parede única mostraram-nos serpenteando pelo gel, sondando poros e caminhos. Os nanotubos, como todos os filamentos, obedeceu às regras de movimento browniano induzido termicamente; eles foram empurrados e puxados pelos estados em constante mudança das moléculas ao seu redor.

p A pesquisa estabeleceu que a flexibilidade aumenta significativamente a capacidade dos nanotubos de contornar obstáculos e acelera sua exploração.

p Pasquali disse que Fakhri perseguiu obstinadamente sua análise do movimento dos nanotubos por meio de reconhecimento de imagem computadorizado e rastreamento de movimento, bem como análise dinâmica de lápis e papel à moda antiga. Ele disse que seu colaborador de longa data, co-autor Frederick MacKintosh, um físico teórico da Universidade Vrije, foi uma ajuda tremenda. MacKintosh tem estudado a dinâmica das redes biológicas por quase duas décadas.

p Pasquali pretende substituir o gel por rochas reais para ver como os nanotubos, que podem ser usados ​​como sensores de detecção de óleo, mover em um ambiente mais estruturado. "As rochas podem ser um pouco mais complicadas, "ele disse." A questão aqui é, o que os nanotubos podem fazer melhor do que as nanopartículas? A resposta pode ser que os nanotubos delgados podem interagir com os campos eletromagnéticos mais fortemente do que outras nanopartículas do mesmo volume. "