Pesquisadores do ICFO desenvolveram uma nova técnica para medir forças muito fracas em escala molecular. Graças ao uso de nanotubos de carbono, eles alcançaram o mais alto nível de sensibilidade até o momento. Esses resultados publicados em Nature Nanotechnology abra a porta para imagens de ressonância magnética de moléculas individuais.
Mais resistente que o aço, os nanotubos de carbono são um dos materiais mais fortes e duros conhecidos. Suas impressionantes propriedades elétricas e térmicas os tornam um material extremamente versátil. Oco por dentro e com apenas um átomo de espessura, eles se prestam a uma grande variedade de usos potenciais, de raquetes de tênis e coletes à prova de balas, a componentes eletrônicos e dispositivos de armazenamento de energia. Uma nova pesquisa mostra que eles também podem ter o potencial de revolucionar a pesquisa médica com imagens de ressonância magnética de moléculas individuais.
Cientistas do ICFO- Institute of Photonic Science, em colaboração com pesquisadores do Instituto Catalão de Nanotecnologia (ICN2) e da Universidade de Michigan, foram capazes de medir forças fracas com sensibilidade 50 vezes maior do que o que foi alcançado até agora. Esta melhoria significativa representa um ponto de viragem na medição de forças muito fracas e abre a porta para imagens de ressonância magnética em escala molecular. Dr. Adrian Bachtold, que começou esta pesquisa no Instituto Catalão de Nanotecnologia antes de transferir seu grupo de pesquisa para o ICFO, explica em um artigo publicado em Nature Nanotechnology que foram capazes de preparar os nanotubos de carbono para atuar como sondas que vibram com uma intensidade proporcional a uma força eletrostática. Com o uso de eletrônicos de ruído ultrabaixo, o grupo liderado por Bachtold conseguiu medir a amplitude da vibração desses nanotubos e, assim, supor a intensidade da força eletrostática.
"Os nanotubos de carbono são semelhantes às cordas de violão, que vibram em resposta à força aplicada. No entanto, no caso do nosso experimento, as forças que causam a vibração são extremamente pequenas, semelhante à força gravitacional criada entre duas pessoas a 4500 km de distância ", explica Bachtold. Nos últimos dez anos, os cientistas fizeram apenas melhorias modestas na sensibilidade da medição de forças muito fracas. Esta nova descoberta marca um antes e um depois e aponta para os nanotubos de carbono desempenhando um papel importante nas tecnologias futuras de ressonância magnética de moléculas individuais.
A ressonância magnética convencional registra o spin dos núcleos atômicos em todo o nosso corpo, que foram previamente excitados por um campo eletromagnético externo. Com base na resposta global de todos os átomos, é possível monitorar e diagnosticar a evolução de certas doenças. Contudo, essa técnica de diagnóstico convencional tem resolução de alguns milímetros. Objetos menores têm um número total de átomos insuficiente para permitir a observação dos sinais de resposta.
“Os resultados apresentados são muito promissores para medir a força criada por cada átomo individualmente e consequentemente seu spin. No futuro, essa técnica poderá revolucionar a imagem médica”, conclui Bachtold.
