Pela primeira vez, uma montagem de milhares de nanomáquinas capazes de produzir um movimento de contração coordenado que se estende por até cerca de dez micrômetros, como os movimentos das fibras musculares, foi sintetizado por uma equipe do CNRS do Institut Charles Sadron. Este trabalho inovador, liderado por Nicolas Giuseppone, professor da Université de Strasbourg, e envolvendo pesquisadores dos Complexos Laboratoire de Matière et Systèmes (CNRS / Université Paris Diderot), fornece uma validação experimental de uma abordagem biomimética que tem sido conceituada há alguns anos no campo das nanociências.
Esta descoberta abre perspectivas para uma infinidade de aplicações em robótica, em nanotecnologia para o armazenamento de informações, na área médica para a síntese de músculos artificiais ou na concepção de outros materiais que incorporem nanomáquinas (dotadas de novas propriedades mecânicas). Este trabalho foi publicado na versão online da revista. Angewandte Chemie International Edition .
A natureza fabrica inúmeras máquinas conhecidas como "moleculares". Conjuntos altamente complexos de proteínas, eles estão envolvidos em funções essenciais dos seres vivos, como o transporte de íons, a síntese de ATP (a "molécula de energia"), e divisão celular. Nossos músculos são, portanto, controlados pelo movimento coordenado dessas milhares de nanomáquinas de proteínas, que só funcionam individualmente em distâncias da ordem de um nanômetro. Contudo, quando combinados aos milhares, tais nanomáquinas amplificam esse movimento telescópico até atingirem nossa escala e o fazem de maneira perfeitamente coordenada. Embora os químicos sintéticos tenham feito um progresso impressionante nos últimos anos na fabricação de nanomáquinas artificiais (cujas propriedades mecânicas são de crescente interesse para a pesquisa e a indústria), a coordenação de várias dessas máquinas no espaço e no tempo permaneceu até então um problema não resolvido.
Não mais:pela primeira vez, A equipe de Giuseppone conseguiu sintetizar longas cadeias de polímero incorporando, via ligações supramoleculares (1), milhares de nanomáquinas, cada uma capaz de produzir movimento telescópico linear de cerca de um nanômetro. Sob a influência do pH, seus movimentos simultâneos permitem que toda a cadeia de polímero se contraia ou se estenda por cerca de 10 micrômetros, ampliando assim o movimento por um fator de 10, 000, seguindo os mesmos princípios usados pelos tecidos musculares. Medições precisas deste feito experimental foram realizadas em colaboração com a equipe liderada por Eric Buhler, um físico especializado em espalhamento de radiação nos Complexos Laboratoire Matière et Systèmes (CNRS / Université Paris Diderot).
Esses resultados, obtido usando uma abordagem biomimética, pode levar a inúmeras aplicações para o design de músculos artificiais, micro-robôs ou o desenvolvimento de novos materiais incorporando nanomáquinas dotadas de novas propriedades mecânicas em escala múltipla.
