p A fronteira entre a eletrônica e a biologia está ficando confusa com a primeira detecção por pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge, do Departamento de Energia, de propriedades ferroelétricas em um aminoácido chamado glicina. p Uma equipa de investigação multi-institucional liderada por Andrei Kholkin da Universidade de Aveiro, Portugal, usou uma combinação de experimentos e modelagem para identificar e explicar a presença de ferroeletricidade, uma propriedade onde os materiais mudam sua polarização quando um campo elétrico é aplicado, no aminoácido mais simples conhecido - glicina.

p "A descoberta da ferroeletricidade abre novos caminhos para novas classes de lógica bioeletrônica e dispositivos de memória, onde a comutação de polarização é usada para registrar e recuperar informações na forma de domínios ferroelétricos, "disse o co-autor e cientista sênior do Centro de Ciências de Materiais Nanofásicos (CNMS) do ORNL, Sergei Kalinin.

p Embora certas moléculas biológicas como a glicina sejam conhecidas por serem piezoelétricas, um fenômeno no qual os materiais respondem à pressão pela produção de eletricidade, a ferroeletricidade é relativamente rara no reino da biologia. Assim, os cientistas ainda não estão claros sobre as aplicações potenciais de biomateriais ferroelétricos.

p "Esta pesquisa ajuda a preparar o caminho para a construção de dispositivos de memória feitos de moléculas que já existem em nossos corpos, "Kholkin disse.

p Por exemplo, fazer uso da capacidade de alternar a polarização por meio de minúsculos campos elétricos pode ajudar a construir nanorrobôs que podem nadar através do sangue humano. Kalinin alerta que essa nanotecnologia ainda está muito longe no futuro.

p "Claramente, há um longo caminho desde o estudo do acoplamento eletromecânico no nível molecular até a fabricação de um nanomotor que possa fluir através do sangue, "Kalinin disse." Mas a menos que você tenha uma maneira de fazer este motor e estudá-lo, não haverá segundo e terceiro passos. Nosso método pode oferecer uma opção de estudo quantitativo e reprodutível dessa conversão eletromecânica. "

p O estudo, publicado em Materiais Funcionais Avançados , baseia-se em pesquisas anteriores no CNMS do ORNL, onde Kalinin e outros estão desenvolvendo novas ferramentas, como a microscopia de força piezoresponse usada no estudo experimental da glicina.

p "Acontece que a microsopia de força de resposta piezoresposta é perfeitamente adequada para observar os detalhes finos em sistemas biológicos em nanoescala, "Kalinin disse." Com este tipo de microscopia, você ganha a capacidade de estudar o movimento eletromecânico no nível de uma única molécula ou de um pequeno número de conjuntos moleculares. Esta escala é exatamente onde coisas interessantes podem acontecer. "

p O laboratório de Kholkin cultivou amostras cristalinas de glicina que foram estudadas por sua equipe e pelo grupo de microscopia ORNL. Além das medições experimentais, os teóricos da equipe verificaram a ferroeletricidade com simulações de dinâmica molecular que explicaram os mecanismos por trás do comportamento observado.