p Em sua busca por moléculas com certas características, químicos produziram milhões de novos, materiais sintéticos cada vez mais complexos, alterando as estruturas químicas das moléculas. p Pegando dicas da natureza, Pesquisadores da Northwestern University testaram recentemente um novo método para alcançar as propriedades moleculares que procuram:alterando a geometria da superfície à qual as moléculas estão ligadas.

p "Durante anos, os químicos têm feito moléculas para resolver problemas - cada um mais sinteticamente complicado do que o anterior - mas ainda não chegamos perto de alcançar o que a natureza pode fazer com uma química muito mais simples, '"disse Bartosz A. Grzybowski, Kenneth Burgess Professor de Engenharia Química e Biológica e Química na Escola McCormick de Engenharia e Ciências Aplicadas da Northwestern. "O componente mais complexo da vida da natureza, a proteína, é feito de apenas 21 aminoácidos simples. Esta pesquisa explora a ideia de que não é a molécula que você tem que é importante, é como ele interage com seu ambiente. "

p Usando essa ideia, os pesquisadores desenvolveram uma técnica em que um único tipo de molécula é colocado em nanopartículas com duas regiões diferentes de curvatura. Embora as moléculas sejam atomicamente idênticas, eles demonstram propriedades químicas únicas dependendo da região de curvatura a que estão ligados.

p Um artigo que descreve a pesquisa, "A curvatura geométrica controla a fragmentação química e a automontagem das nanopartículas, "foi publicado em 18 de agosto em Nature Nanotechnology .

p Os pesquisadores começaram fixando moléculas de um ácido carboxílico em vários pontos de várias nanopartículas de ouro, alguns tão pequenos quanto cinco nanômetros de diâmetro. Cada nanopartícula possui uma geometria diferente. Em nanopartículas exibindo uma curvatura maior, as moléculas eram naturalmente espaçadas paternalmente; em nanopartículas com curvatura mais gradual, eles estavam mais próximos.

p As diferenças na curvatura influenciam a distância entre as moléculas, tornando possível para os pesquisadores induzir o chamado "patchiness" em nanopartículas cilíndricas e em forma de haltere. Essencialmente, as moléculas podem "sentir" umas às outras por meio de interações eletrostáticas repulsivas e, como os ácidos carboxílicos são depronados, a dificuldade em adicionar mais cargas às nanopartículas é controlada pelo quão aglomeradas as moléculas estão. Essas nanopartículas "desiguais" podem interagir e se automontar direcionalmente, imitando ligações moleculares químicas - e, os pesquisadores descobriram, alterando quando a carga dessas moléculas anexadas muda.

p "Mudar as propriedades moleculares alterando os ambientes em vez da estrutura molecular poderia liberar os cientistas para realizar mais com uma biblioteca menor de moléculas já existentes, e poderia oferecer alternativas para processos químicos que muitas vezes requerem produtos químicos tóxicos, "disse David Walker, um estudante de graduação no Departamento de Engenharia Química e Biológica de McCormick e o primeiro autor do artigo.

p O fenômeno da curvatura é específico da escala nanométrica, onde a maior parte da química em sistemas biológicos é realizada, e começa a falhar para nanopartículas acima de 10 nanômetros de diâmetro, disseram os pesquisadores. "Partículas maiores têm curvaturas que são muito sutis para que as moléculas sintam o efeito - semelhante a como os humanos podem perceber que a Terra é plana, embora agora saibamos melhor, "Walker disse.

p Os pesquisadores estão atualmente trabalhando para estender o trabalho a outras classes de moléculas que poderiam ser benéficas para fins de catálise e energia.