p (Phys.org) - Uma equipe internacional de cientistas, incluindo o químico Xiao Cheng Zeng, da Universidade de Nebraska-Lincoln, criou o que é na verdade uma peneira em nanoescala que é muito seletiva quanto ao que permitirá a passagem - e funciona da mesma forma que os canais de íon potássio, que são componentes vitais de praticamente todas as células vivas. p É também o primeiro nanotubo sintético que possui diâmetro uniforme, além de ser auto-montado e hidrofóbico, características que podem levar a avanços industriais e médicos.

p "Este nanotubo pode ser visto como uma pilha de muitos, muitos anéis, "disse Zeng, Professor de química da Universidade Ameritas. “Os anéis se unem por meio de um processo denominado automontagem, e é muito preciso. É o primeiro nanotubo sintético de diâmetro muito uniforme. Na verdade, é um tubo sub-nanômetro. É cerca de 8,8 angstrom. "

p Em células vivas, canais de íons permitem que os íons de potássio passem através das membranas celulares, mas não deixe os íons de sódio passarem, embora o íon potássio (peso atômico 39) seja quase 70% maior do que o sódio (peso atômico 23).

p "Encontramos um canal de potássio totalmente diferente, "Zeng disse." É a mesma função, mas é totalmente diferente da Mãe Natureza. Nós, possivelmente pela primeira vez, imitou o poro de potássio da Mãe Natureza usando um poro subnanômetro uniforme, mas por que o íon maior pode passar e o menor não, ainda está em estudo. "

p O grupo de pesquisa de Zeng na UNL usou o Holland Computing Center da UNL com financiamento da National Science Foundation e da Nebraska Research Initiative para realizar cálculos que investigam a estrutura dos tubos. Seu grupo determinou o tamanho dos anéis e a distância entre eles para encontrar a estrutura dos dispositivos, e descobri oito maneiras possíveis de empilhar as moléculas. Crucialmente, cálculos também mostraram que as estruturas são estáveis ​​à temperatura ambiente.

p Bing Gong, professor de química da Universidade de Buffalo e da Universidade Normal de Pequim, colaborador de longa data de Zeng, e Zhifeng Shao, reitor executivo do Center for System Biomedicine da Shanghai Jiao Tong University e ex-membro do corpo docente da University of Virginia School of Medicine, e suas equipes, sintetizou os nanotubos e mediu o fluxo de íons, completando um projeto de três anos financiado em grande parte pela NSF. O trabalho de raios-X foi feito na Advanced Photon Source no Argonne National Laboratory em Argonne, O grupo de pesquisa de Ill. Zeng na UNL inclui os bolsistas de pós-doutorado Hui Li e Yi Gao.

p O sucesso dos experimentos, Zeng disse, levará a pesquisa e desenvolvimento contínuos.

p “Uma coisa que as pessoas estão interessadas neste campo é a dessalinização. Outra é a distribuição de medicamentos, "disse ele." No futuro, nossa direção, também suportado pela NSF, é funcionalizar a parede interna do tubo.

p "Por enquanto, pelo menos, é um nanotubo muito intrigante porque tem o que chamamos de transporte seletivo de íons, o que é muito especial. Só o potássio pode entrar. Ele passa e o sódio não. Mas, esperançosamente, se pudermos adicionar uma função diferente dentro, e às vezes podemos permitir que apenas a água passe, ou alguns outros íons para passar, podemos adicionar mais seletividades. "

p As descobertas foram relatadas na edição de 17 de julho da Nature Communications , o jornal multidisciplinar de pesquisa on-line do Nature Publishing Group em todas as áreas do biológico, ciências físicas e químicas.