p As bactérias podem mover-se ativamente em direção a uma fonte de nutrientes - um fenômeno conhecido como quimiotaxia - e podem se mover coletivamente em um processo conhecido como enxame. Cientistas chineses redesenharam a quimiotaxia coletiva criando modelos artificiais de nano nadadores a partir de nanopartículas de ouro modificadas quimicamente e bioquimicamente. O modelo pode ajudar a entender a dinâmica da motilidade quimiotática em um enxame bacteriano, conclui estudo publicado na revista Angewandte Chemie . p O que causa a enxameação, e se esse comportamento coletivo pode ser traduzido em sistemas inteligentes artificiais, é atualmente um tópico de intensa pesquisa científica. Sabe-se que as bactérias que nadam em um pacote denso sentem o fluido circundante de forma diferente de um único nadador. Mas até que ponto os nadadores são acelerados em um enxame, e quais outros fatores desempenham um papel, ainda não está claro. Químico coloidal Qiang He no Instituto de Tecnologia de Harbin, China, e seus colegas, agora construíram um modelo artificial simples de nano nadadores semelhantes a bactérias. Eles observaram o comportamento quimiotático ativo e a formação dos nadadores em um enxame em movimento distinto.

p Ele e seus colegas construíram seus nadadores artificiais com pequenas esferas de ouro. Com um tamanho 40 vezes menor do que uma bactéria normal, as nanopartículas de ouro estavam abaixo do limite de detecção do microscópio. Contudo, graças a um fenômeno de dispersão de luz chamado efeito Tyndall, os cientistas puderam observar mudanças maiores na solução contendo nadadores, mesmo a olho nu. Usando outras técnicas analíticas, eles também resolveram a velocidade, orientação, e concentração das partículas em detalhes mais finos.

p Os cientistas gostam de trabalhar com nanopartículas de ouro porque as pequenas esferas formam um estábulo, solução dispersa, são facilmente observados com um microscópio eletrônico, e as moléculas podem ser ligadas a eles com relativa facilidade. Ele e sua equipe carregaram primeiro a superfície de grandes esferas de sílica com partículas de ouro. Em seguida, eles fixaram escovas de polímero no lado exposto das esferas de ouro. Essas escovas eram feitas de cadeias de polímero, e com um comprimento de até 80 nanômetros, eles tornaram as partículas de ouro altamente assimétricas.

p Os pesquisadores dissolveram o transportador de sílica e amarraram uma enzima no lado exposto das esferas de ouro para que as nanopartículas resultantes fossem cobertas com escovas de polímero longas e grossas de um lado e com a enzima do outro. Na presença de oxigênio, a enzima glicose oxidase decompõe a glicose em um composto chamado ácido glucônico.

p Para determinar se os nano nadadores nadariam ativamente em uma determinada direção, os autores os colocaram em uma extremidade de um pequeno canal e uma fonte permanente de glicose na outra extremidade. Da mesma forma que as bactérias vivas, os nadadores modelo viajaram ativamente ao longo do gradiente de glicose em direção à fonte de glicose. Este fato por si só não foi surpreendente, pois conduzido por enzimas, nadadores autopropulsores são conhecidos por experimentos e teorias. Mas os autores também conseguiram detectar o comportamento de enxameação. As nanopartículas assimétricas condensaram em uma fase separada que se moveu coletivamente ao longo do gradiente de nutrientes.

p Os autores imaginam que os nano nadadores poderiam ser desenvolvidos como modelos físicos valiosos e facilmente acessíveis para estudar o comportamento quimiotático e de enxame de coisas vivas ou não vivas em nanoescala.