p Um grupo de físicos construiu recentemente o menor motor já criado a partir de apenas um único átomo. Como qualquer outro motor, ele converte energia térmica em movimento - mas em uma escala menor do que a vista antes. O átomo está preso em um cone de energia eletromagnética e lasers são usados ​​para aquecê-lo e resfriá-lo, o que faz com que o átomo se mova para frente e para trás no cone como um pistão de motor. p Os cientistas da Universidade de Mainz, na Alemanha, que estão por trás da invenção, não têm em mente um uso específico para o motor. Mas é uma boa ilustração de como somos cada vez mais capazes de reproduzir as máquinas do dia-a-dia das quais dependemos em uma escala minúscula. Isso está abrindo o caminho para algumas possibilidades interessantes no futuro, particularmente no uso de nanorrobôs na medicina, que podem ser enviados ao corpo para liberar drogas direcionadas ou até mesmo lutar contra doenças como o câncer.

p A nanotecnologia lida com objetos ultrapequenos equivalentes a um bilionésimo de metro de tamanho, o que parece uma escala incrivelmente pequena para construir máquinas. Mas o tamanho é relativo a quão perto você está de um objeto. Não podemos ver as coisas em nanoescala a olho nu, assim como não podemos ver os planetas externos do sistema solar. No entanto, se aumentarmos o zoom - com um telescópio para os planetas ou um poderoso microscópio eletrônico para nanoobjetos - então mudamos o quadro de referência e as coisas parecem muito diferentes.

p Contudo, mesmo depois de olhar mais de perto, ainda não podemos construir máquinas em nanoescala usando ferramentas convencionais de engenharia. Embora máquinas normais, como os motores de combustão interna na maioria dos carros, operam de acordo com as regras da física estabelecidas por Isaac Newton, coisas em nanoescala seguem as leis mais complexas da mecânica quântica. Portanto, precisamos de diferentes ferramentas que levem em consideração o mundo quântico para manipular átomos e moléculas de uma forma que os use como blocos de construção para nanomáquinas. Aqui estão mais quatro máquinas minúsculas que podem ter um grande impacto.

p Motor de grafeno para nanorrobôs

p Pesquisadores de Cingapura demonstraram recentemente um motor simples, mas de tamanho nanométrico, feito de um pedaço de grafeno altamente elástico. O grafeno é uma folha bidimensional de átomos de carbono que possui uma resistência mecânica excepcional. Inserir algumas moléculas de cloro e flúor na rede de grafeno e disparar um laser contra ela faz com que a folha se expanda. Ligar e desligar o laser rapidamente faz com que o grafeno bombeie para frente e para trás como o pistão em um motor de combustão interna.

p Os pesquisadores acham que o nanomotor de grafeno pode ser usado para alimentar robôs minúsculos, por exemplo, para atacar células cancerosas no corpo. Ou poderia ser usado em um chamado "lab-on-a-chip" - um dispositivo que reduz as funções de um laboratório de química em um pacote minúsculo que pode ser usado para testes rápidos de sangue, entre outras coisas.

p Nanorrotor sem fricção

p Os rotores que produzem movimento em máquinas, como motores de aeronaves e ventiladores, geralmente sofrem de fricção, o que limita seu desempenho. A nanotecnologia pode ser usada para criar um motor a partir de uma única molécula, que pode girar sem qualquer atrito. Os rotores normais interagem com o ar de acordo com as leis de Newton à medida que giram e sofrem fricção. Mas, em nanoescala, rotores moleculares seguem a lei quântica, o que significa que eles não interagem com o ar da mesma maneira e, portanto, o atrito não afeta seu desempenho.

p Na verdade, a natureza já nos mostrou que os motores moleculares são possíveis. Certas proteínas podem viajar ao longo de uma superfície usando um mecanismo de rotação que cria movimento a partir da energia química. Essas proteínas motoras são o que faz com que as células se contraiam e, portanto, são responsáveis ​​pelos movimentos de nossos músculos.

p Pesquisadores da Alemanha relataram recentemente a criação de um rotor molecular ao colocar moléculas em movimento dentro de um minúsculo orifício hexagonal conhecido como nanopore em uma fina peça de prata. A posição e o movimento das moléculas significaram que elas começaram a girar em torno do orifício como um rotor. Novamente, esta forma de nanomotor poderia ser usada para alimentar um minúsculo robô em torno do corpo.

p Nano-foguetes controláveis

p Um foguete é o veículo feito pelo homem mais rápido que pode viajar livremente pelo universo. Vários grupos de pesquisadores construíram recentemente um sistema de alta velocidade, Versão em nanoescala de controle remoto de um foguete combinando nanopartículas com moléculas biológicas.

p Em um caso, o corpo do foguete era feito de uma conta de poliestireno coberta de ouro e cromo. Este foi ligado a várias moléculas de "motor catalítico" usando fitas de DNA. Quando colocado em uma solução de peróxido de hidrogênio, as moléculas do motor causaram uma reação química que produziu bolhas de oxigênio, forçando o foguete a se mover na direção oposta. Brilhar um feixe de luz ultravioleta em um lado do foguete faz com que o DNA se quebre, desligando os motores e mudando a direção de viagem do foguete. Os pesquisadores esperam desenvolver o foguete para que possa ser usado em qualquer ambiente, por exemplo, para entregar medicamentos a uma área alvo do corpo.

p Nano-veículos magnéticos para o transporte de drogas

p Meu próprio grupo de pesquisa está entre os que estão trabalhando em uma maneira mais simples de transportar drogas pelo corpo, que já está sendo explorada com nanopartículas magnéticas. As drogas são injetadas em uma estrutura de revestimento magnético que pode se expandir na presença de calor ou luz. Isso significa que, uma vez inserido no corpo, eles podem ser guiados para a área alvo usando ímãs e, em seguida, ativados para expandir e liberar sua droga.

p A tecnologia também está sendo estudada para imagens médicas. A criação de nanopartículas para se reunir em certos tecidos e, em seguida, a varredura do corpo com uma imagem de ressonância magnética (MRI) pode ajudar a destacar problemas como o diabetes. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.