p As membranas celulares servem como um exemplo ideal de um sistema multifuncional, sintonizável, preciso e eficiente. p Os esforços para imitar essas maravilhas biológicas nem sempre tiveram sucesso. Contudo, Os cientistas do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) criaram membranas baseadas em polímeros com poros de nanotubos de carbono de 1,5 nanômetro que imitam a arquitetura das membranas celulares. A pesquisa aparece na capa da revista. Materiais avançados .

p Os nanotubos de carbono têm propriedades de transporte únicas que podem beneficiar várias indústrias modernas, processos ambientais e biomédicos - desde tratamento de água em grande escala e dessalinização de água até diálise renal, filtração estéril e fabricação de produtos farmacêuticos.

p Inspirando-se na biologia, pesquisadores têm buscado membranas sintéticas robustas e escalonáveis ​​que incorporam ou emulam unidades de transporte biológico funcionais de maneira inerente. Estudos recentes demonstraram incorporação bem-sucedida de bicamada lipídica de nanoporos à base de peptídeos, Gaiolas de membrana 3-D e nanoporos de origami de DNA grandes e até complexos.

p Contudo, Os cientistas do LLNL deram um passo além e combinaram membranas de bloco-copolímero sintéticas robustas com outra tecnologia desenvolvida pelo LLNL:nanoporos de membrana artificiais baseados em porinas de nanotubos de carbono (CNTPs), que são segmentos curtos de nanotubos de carbono de parede única que formam poros em escala nanométrica com paredes hidrofóbicas atomicamente lisas que podem transportar prótons, água e macromoléculas, incluindo DNA.

p "Os CNTPs são únicos entre os nanoporos biomiméticos porque os nanotubos de carbono são robustos e altamente resistentes quimicamente, que os tornam adequados para uso em uma ampla gama de processos de separação, incluindo aqueles que exigem ambientes hostis, "disse Alex Noy, um cientista material do LLNL e autor sênior do artigo.

p A equipe integrou canais CNTP em membranas de polímero, imitando a estrutura, arquitetura e funcionalidade básica de membranas biológicas em uma arquitetura totalmente sintética. Medições de transporte de prótons e água mostraram que porinas de nanotubos de carbono mantêm sua alta permeabilidade no ambiente de membrana de polímero. Os cientistas demonstraram que os CNTPs incorporados em polymersomes (uma classe de vesículas artificiais, pequenas esferas ocas que encerram uma solução) podem funcionar como condutos moleculares que transportam reagentes de pequenas moléculas entre os compartimentos vesiculares.

p "Este desenvolvimento abre novas oportunidades para a entrega de reagentes moleculares a compartimentos vesiculares para iniciar reações químicas confinadas e imitar os sofisticados comportamentos mediados por transporte de sistemas biológicos, "disse Jeremy Sanborn, um Lawrence Scholar no LLNL e o primeiro autor no artigo.