p Uma característica das histórias de ficção científica por décadas, o potencial do nanorrobô varia desde o diagnóstico de câncer e administração de drogas até o reparo de tecidos e muito mais. Um grande obstáculo para esses empreendimentos, Contudo, está encontrando uma maneira barata de fazer um sistema de propulsão para esses dispositivos. Novos desenvolvimentos agora podem impulsionar os nano nadadores da ficção científica para a realidade, graças à ajuda inesperada de bactérias. p Uma equipe de pesquisa internacional demonstrou uma nova técnica de revestimento de sílica em flagelos, as caudas em forma de hélice encontradas em muitas bactérias, para produzir robôs nadadores em nanoescala. Conforme relatado esta semana em Materiais APL , os nano nadadores biotemplados do grupo giram seus flagelos graças aos campos magnéticos rotativos e podem ter um desempenho quase tão bom quanto as bactérias vivas.

p "Mostramos pela primeira vez a capacidade de usar flagelos bacterianos como um modelo para a construção de hélices inorgânicas, "disse Min Jun Kim, um dos autores do artigo. "Esta é uma ideia bastante transformadora e terá um grande impacto não apenas na medicina, mas também em outros campos."

p Comparado a formas maiores de movimento aquático, nanoswimming depende de uma compreensão do número de Reynolds, as quantidades adimensionais que relacionam a velocidade do fluido, viscosidade e o tamanho dos objetos no fluido. Com um número Reynolds de um milionésimo nosso, as bactérias devem usar movimento não recíproco na quase ausência de forças inerciais. Usando caudas helicoidais feitas de uma proteína chamada flagelina, muitas espécies de bactérias navegam nessas condições microscópicas com relativa facilidade.

p "Se fôssemos encolhidos ao tamanho de uma bactéria, não seríamos capazes de usar o golpe de peito para nos movermos na água, "Kim disse." Se as bactérias fossem do nosso tamanho, eles poderiam nadar 100 metros em cerca de dois segundos. "

p Outros métodos desenvolvidos recentemente para a construção dessas estruturas helicoidais empregam abordagens complicadas de cima para baixo, incluindo técnicas que envolvem nanobelts ou lasers de rolagem automática. O uso desse equipamento especializado pode levar a custos iniciais muito altos para a construção de nanorrobôs.

p Em vez de, A equipe de Kim usou uma abordagem de baixo para cima, primeiro cultivando uma cepa de Salmonella typhimurium e removendo os flagelos. Eles então usaram soluções alcalinas para fixar os flagelos em sua forma e densidade desejadas, em que ponto eles plaquearam as proteínas com sílica. Depois disso, o níquel foi depositado nos modelos de sílica, permitindo que sejam controlados por campos magnéticos.

p "Um desafio era garantir que tínhamos hélices com a mesma quiralidade. Se você girar uma hélice para a esquerda e uma hélice para a direita da mesma maneira, eles irão em direções diferentes, "Kim disse.

p A equipe deu uma volta com seus nanorrobôs. Quando exposto a um campo magnético, os nanorrobôs mantiveram o ritmo de suas contrapartes bacterianas e foram projetados para cobrir 22 micrômetros, mais de quatro vezes seu comprimento, em um segundo. Além disso, a equipe foi capaz de conduzir os nano nadadores em caminhos em forma de oito.

p Enquanto Kim disse que vê potencial para hélices em nanoescala não condutoras na área de terapias direcionadas ao câncer, ele acrescentou que com o trabalho de sua equipe, pode-se colocar placas de materiais condutores para flagelos e produzir materiais helicoidais para eletrônica e fotônica.