p Nanopartículas de ouro revestidas com polímero em expansão. Crédito:Yi Ju / University of Cambridge NanoPhotonics
p Os pesquisadores desenvolveram o menor motor do mundo - com apenas alguns bilionésimos de um metro de tamanho - que usa a luz para se alimentar. O motor em nanoescala, desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Cambridge, poderia formar a base de futuras nanomáquinas que podem navegar na água, sentir o ambiente ao seu redor, ou mesmo entrar em células vivas para combater doenças. p O protótipo do dispositivo é feito de minúsculas partículas carregadas de ouro, ligados em conjunto com polímeros termicamente reativos na forma de um gel. Quando o 'nanomotor' é aquecido a uma determinada temperatura com um laser, ele armazena grandes quantidades de energia elástica em uma fração de segundo, à medida que os revestimentos de polímero expelem toda a água do gel e entram em colapso. Isso tem o efeito de forçar as nanopartículas de ouro a se unirem em aglomerados compactos. Mas quando o dispositivo é resfriado, os polímeros absorvem água e se expandem, e as nanopartículas de ouro são forte e rapidamente separadas, como uma primavera. Os resultados são relatados no jornal
PNAS .
p "É como uma explosão, "disse o Dr. Tao Ding do Laboratório Cavendish de Cambridge, e o primeiro autor do artigo. "Temos centenas de bolas de ouro se separando em um milionésimo de segundo quando as moléculas de água inflam os polímeros ao seu redor."
p "Sabemos que a luz pode aquecer a água para alimentar motores a vapor, "disse o co-autor do estudo, Dr. Ventsislav Valev, agora baseado na Universidade de Bath. "Mas agora podemos usar a luz para alimentar um motor de pistão em nanoescala."
p As nanomáquinas sempre foram um sonho dos cientistas e do público, mas, uma vez que maneiras de fazê-los se moverem ainda precisam ser desenvolvidas, eles permaneceram no reino da ficção científica. O novo método desenvolvido pelos pesquisadores de Cambridge é incrivelmente simples, mas pode ser extremamente rápido e exercer grandes forças.
p As forças exercidas por esses dispositivos minúsculos são várias ordens de magnitude maiores do que as de qualquer outro dispositivo produzido anteriormente, com uma força por unidade de peso quase cem vezes melhor do que qualquer motor ou músculo. De acordo com os pesquisadores, os dispositivos também são biocompatíveis, custo-benefício de fabricação, rápido para responder, e energia eficiente.
p Professor Jeremy Baumberg do Laboratório Cavendish, quem liderou a pesquisa, chamou os dispositivos de 'ANTs', ou nano-transdutores de atuação. "Como formigas reais, eles produzem grandes forças para seu peso. O desafio que enfrentamos agora é como controlar essa força para aplicações de nano-máquinas. "
p A pesquisa sugere como transformar a energia de Van de Waals - a atração entre átomos e moléculas - em energia elástica de polímeros e liberá-la muito rapidamente. "Todo o processo é como uma nano-mola, "disse Baumberg." A parte inteligente aqui é que usamos a atração de Van de Waals de partículas de metal pesado para definir as molas (polímeros) e moléculas de água para liberá-los, que é muito reversível e reproduzível. "
p A equipe está trabalhando atualmente com Cambridge Enterprise, o braço de comercialização da Universidade, e várias outras empresas com o objetivo de comercializar essa tecnologia para bioaplicações microfluídicas.