p Um aglomerado de nanopartículas de ouro sob um microscópio eletrônico de transmissão. Os espaços vazios entre as nanopartículas podem servir como nanoflasks, como sugerido pelo desenho Crédito:Weizmann Institute of Science
p Os "frascos" miniatura de automontagem criados no Instituto Weizmann podem ser uma ferramenta útil na pesquisa e na indústria. Os nanoflasks, que têm uma extensão de vários nanômetros, ou milionésimos de milímetro, pode acelerar reações químicas para pesquisa. No futuro, eles podem facilitar a fabricação de vários materiais industriais e talvez até servir como veículos para a distribuição de medicamentos. p O Dr. Rafal Klajn do Departamento de Química Orgânica do Weizmann Institute e sua equipe estavam originalmente estudando a auto-montagem induzida pela luz de nanopartículas. Eles estavam empregando um método desenvolvido anteriormente por Klajn, no qual nanopartículas inorgânicas são revestidas em uma única camada de moléculas orgânicas que mudam sua configuração quando expostas à luz; estes alteram as propriedades das nanopartículas de modo que se automontam em aglomerados cristalinos. Quando nanopartículas esféricas de ouro ou outros materiais se automontam em um cluster, espaços vazios formados entre eles, como aquelas entre laranjas embaladas em uma caixa. Klajn e os membros de sua equipe perceberam que os espaços vazios às vezes prendiam moléculas de água, o que os levou a sugerir que também poderiam capturar moléculas "hóspedes" de outros materiais e funcionar como pequenos frascos para reações químicas. Um aglomerado de um milhão de nanopartículas conteria um milhão de tais nanoflasks.
p Conforme relatado em
Nature Nanotechnology , quando os cientistas capturaram moléculas que tendem a reagir umas com as outras dentro dos nano-blocos, eles descobriram que a reação química era cem vezes mais rápida do que a mesma reação ocorrendo em solução. O fato de ficar confinado nas nanofitas aumentou muito a concentração das moléculas e as organizou de uma forma que as fez reagir mais prontamente. As enzimas aceleram as reações químicas de maneira semelhante - confinando as moléculas reagentes em um bolso.
p Um aglomerado de nanopartículas de ouro (à esquerda), formado sob exposição à luz ultravioleta. O cluster pode ser desmontado (direita), liberando moléculas que ficaram presas em suas nanoflasks. Visto sob um microscópio eletrônico de transmissão. Crédito:Weizmann Institute of Science
p Embora grupos de nanopartículas contendo espaços vazios tenham sido criados antes, a vantagem do método do Instituto Weizmann é que os clusters são dinâmicos e reversíveis, para que as moléculas possam ser inseridas e liberadas sob demanda. Os aglomerados se auto-montam quando as nanopartículas são expostas à luz ultravioleta, mas a exposição à luz normal faz com que eles se desmontem, para que as mesmas nanopartículas possam ser reutilizadas em vários ciclos. Além disso, os cientistas descobriram que, ao decorar suas nanopartículas com uma mistura de diferentes produtos químicos, eles poderiam aprisionar moléculas dentro dos nanoflasks de uma maneira altamente seletiva. Por exemplo, de uma mistura de moléculas em forma de espiral, eles podem fazer com que as espirais da mão esquerda ou direita fiquem presas, uma habilidade que pode ser particularmente importante para a síntese de drogas.
p Para uso industrial futuro, os nanoflasks podem ser úteis para acelerar inúmeras reações químicas, como reações de polimerização necessárias para a fabricação de plásticos. O método também pode ser aplicado um dia na administração do medicamento. A droga seria entregue dentro de nanoflasks para o órgão alvo e liberada no momento necessário quando as nanoflasks se desmontariam após a exposição à luz.