p Máquinas de tamanho molecular podem, no futuro, ser usadas para controlar mecanismos importantes no corpo. Em um estudo recente, pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley e a Universidade de Umeå mostram como um nanobalão compreendendo uma única molécula de carbono dez mil vezes mais fino do que um cabelo humano pode ser controlado eletrostaticamente para alternar entre um estado inflado e um colapsado. p Atuadores de balão infláveis ​​são comumente usados ​​para aplicações macroscópicas para elevar edifícios, como proteção contra impactos em carros ou para alargar artérias ou veias estreitadas ou obstruídas. Na escala micro, eles são usados ​​como micro bombas e, na natureza, as aranhas saltadoras criam almofadas de microformato cheias de fluido para alimentar suas pernas em saltos explosivos.

p Interessantemente, em nanoescala, os atuadores de balão são virtualmente desconhecidos. Contudo, alguns anos atrás, pesquisadores da Penn State University teoricamente propuseram um atuador nanobalão de carga controlada com base no colapso e rein fl ação de um nanotubo de carbono.

p Agora, isso foi realizado experimentalmente por Hamid Reza Barzegar e seus colegas. Em um estudo publicado na revista de Nano Letras eles mostram como um nanotubo de carbono, que pode ser visualizado como um tubo cilíndrico de átomos de carbono, pode ser controlado para transformar de um estado colapsado para um inflado e vice-versa aplicando uma pequena tensão. A natureza livre de defeitos dos nanotubos de carbono implica que tal atuador seria capaz de funcionar sem desgaste ou fadiga. Isso também é mostrado pelos pesquisadores que operam o atuador por vários ciclos sem sinais de perda de desempenho.

p "O trabalho é conceitualmente interessante e dá uma visão sobre a complexidade de como controlar o movimento em nanoescala por estímulos externos", diz Hamid Reza Barzegar, doutor em Física pela Universidade de Umeå, agora trabalhando na UC Berkeley no grupo de pesquisa do professor Alex Zettl. "Também dá uma visão da física fundamental, como o efeito da capacitância e, em geral, as forças eletrostáticas podem ser usadas para controlar a dinâmica das estruturas moleculares."

p "Em uma perspectiva mais ampla, também se pode imaginar como nossas descobertas poderiam ser usadas para controle pneumático em nível molecular ou para projetar recipientes moleculares que podem abrir ou fechar controlando as cargas superficiais das moléculas, por exemplo, ajustando o pH da solução na qual as moléculas estão dispersas. Isso poderia ser útil, por exemplo, para aplicações médicas, como a entrega de medicamentos a órgãos internos ou tumores ", diz Thomas Wågberg, professor associado de Física na Universidade de Umeå.

p A descoberta de máquinas moleculares recebeu o prêmio Nobel de Química deste ano. Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart e Bernard L Feringa receberam o prêmio por terem desenvolvido moléculas com movimentos controláveis, que pode realizar uma tarefa quando a energia é adicionada.