p DNA, uma molécula famosa por armazenar os projetos genéticos de todos os seres vivos, pode fazer outras coisas também. Em um novo jornal, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) descrevem como fitas simples de DNA personalizadas podem ser usadas para purificar a altamente desejada forma "poltrona" de nanotubos de carbono. Nanotubos de carbono de parede simples em forma de poltrona são necessários para fazer "fios quânticos" para baixa perda, transmissão e fiação de eletricidade de longa distância. p Nanotubos de carbono de parede única têm geralmente cerca de um nanômetro de diâmetro, mas podem ter milhões de nanômetros de comprimento. É como se você pegasse uma folha de átomos de carbono com um átomo de espessura, dispostos em um padrão hexagonal, e o enrolou em um cilindro, como enrolar um pedaço de tela de galinheiro. Se você tentou o último, você sabe que existem muitas possibilidades, dependendo de quão cuidadosamente você combina as bordas, de puro, linhas perfeitamente combinadas de hexágonos circundando o cilindro, a linhas que se enrolam em espirais em vários ângulos - "quiralidades", na linguagem dos químicos.

p A quiralidade desempenha um papel importante nas propriedades dos nanotubos. A maioria se comporta como semicondutores, mas alguns são metais. Uma forma quiral especial - o chamado "nanotubo de carbono de poltrona" - se comporta como um metal puro e é o fio quântico ideal, de acordo com o pesquisador do NIST Xiaomin Tu.

p Nanotubos de carbono para poltronas podem revolucionar os sistemas de energia elétrica, Grande e pequeno, Tu diz. Prevê-se que os fios feitos com eles conduzam eletricidade 10 vezes melhor do que o cobre, com muito menos perda, em um sexto do peso. Mas os pesquisadores enfrentam dois obstáculos:a produção de amostras iniciais totalmente puras de nanotubos de poltrona, e "cloná-los" para produção em massa. O primeiro desafio, como os autores observam, tem sido "uma meta indescritível".

p Separar uma quiralidade particular de nanotubo de todos os outros começa com revesti-los para que se dispersem em solução, Como, deixados sozinhos, eles vão se agrupar em uma massa escura. Uma variedade de materiais têm sido usados ​​como dispersantes, incluindo polímeros, proteínas e DNA. O truque do NIST é selecionar uma fita de DNA que tenha uma afinidade particular para o tipo de nanotubo desejado. Em trabalhos anteriores, *** o líder da equipe Ming Zheng e seus colegas demonstraram fitas de DNA que poderiam selecionar uma das formas semicondutoras de nanotubos de carbono, um alvo mais fácil. Neste novo artigo, o grupo descreve como eles metodicamente passaram por mutações simples do DNA amigo dos semicondutores para "evoluir" um padrão que preferia os nanotubos metálicos de poltrona.

p "Acreditamos que o que acontece é que, com o nanotubo certo, o DNA se enrola helicoidalmente ao redor do tubo, "explica Constantine Khripin, "e as bases dos nucleotídeos do DNA podem se conectar umas com as outras de maneira semelhante à forma como se ligam no DNA de fita dupla." De acordo com Zheng, "O DNA forma um barril estreito ao redor do nanotubo. Adoro essa ideia porque é uma espécie de chave e fechadura. O nanotubo da poltrona é uma chave que se encaixa dentro da estrutura do DNA - você tem esse tipo de reconhecimento molecular."

p Uma vez que os nanotubos alvo são envolvidos com o DNA, técnicas de química padrão, como cromatografia, podem ser usadas para separá-los da mistura com alta eficiência.

p "Agora que temos essas amostras puras de nanotubos, "diz a membro da equipe Angela Hight Walker, "podemos sondar a física subjacente a esses materiais para entender melhor suas propriedades únicas. Por exemplo, algumas características ópticas que se pensava serem indicativas de nanotubos de carbono metálico não estão presentes nessas amostras de poltrona. "