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  • Como mover contra a corrente? Uma resposta é tilt-illating
    p Nanomotores de tamanho de micrômetro, feito de platina e ouro, impulsionam-se contra um fluxo (grandes setas nas paredes do canal) que contém peróxido de hidrogênio. A oscilação térmica aleatória das moléculas de fluido perturba o movimento dos motores, mas os motores de ouro longo (extratores) ainda mantêm uma trajetória relativamente reta porque sua inclinação mais íngreme o ajuda a se alinhar mais facilmente contra o fluxo e, portanto, mover-se rio acima. Crédito:Dr. Yan-Peng Liu

    p Indo rio acima, e contra uma corrente, envolve uma inclinação frontal para baixo e, em seguida, movendo-se ao longo de uma superfície, mostra novas pesquisas por uma equipe de cientistas, que criou "nano-motores" para descobrir este meio eficaz de locomoção sob tais condições. Suas descobertas e a criação desses minúsculos motores oferecem novos insights sobre a natureza do movimento em fluidos e têm implicações para a engenharia. p "Esses nanomotores não apenas nos ajudaram a entender melhor a natureza de nos movermos contra os fluxos em escalas minúsculas que não podemos ver facilmente, mas também pode ser o primeiro passo no desenvolvimento de materiais inteligentes e sistemas robóticos no mundo microscópico, "diz Jun Zhang, professor de física e matemática da Universidade de Nova York e co-autor do artigo, que aparece no jornal Cartas de revisão física .

    p "Embora esse efeito do movimento seja conhecido há muito tempo, nosso trabalho oferece uma explicação abrangente para isso, o que aumenta nossa compreensão dessa dinâmica generalizada, "acrescenta o co-autor Michael Shelley, professor do Courant Institute of Mathematical Sciences da NYU.

    p Os pesquisadores, que também incluiu Quentin Brosseau, um pós-doutorado no Courant Institute da NYU e o primeiro autor do artigo, focado em um fenômeno previamente descoberto, reotaxia - movimento que envolve uma mudança de direção para subir ou entrar em uma corrente.

    p Contudo, faltavam explicações detalhadas para a reotaxia. Para compreender totalmente este processo, os cientistas criaram nanomotores compostos de dois metais - platina e ouro (Pt / Au). Shelley, Zhang, também professor da NYU Shanghai, e seus colegas já haviam criado uma versão mais básica desses nanomotores, que são menores do que a largura de um cabelo humano.

    p Fabricado no Molecular Design Institute no Departamento de Química da NYU, os motores descritos no Cartas de revisão física o papel era mais avançado; os pesquisadores variaram as proporções desses metais para variar seus movimentos - em alguns modelos, a composição foi dividida uniformemente, enquanto outras tinham uma proporção de ouro para platina de 3:1 ou uma composição de platina para ouro de 3:1.

    p Alimentado quimicamente por uma diluição de peróxido de hidrogênio quando colocado em água, os nanomotores sabiam nadar - com a extremidade de platina sempre servindo como cabeça. Contudo, esses motores tinham diferentes "inclinações, "que diferia dependendo de sua composição. Aqueles compostos principalmente de ouro eram rotulados de" puxadores ", enquanto aqueles compostos em grande parte de platina eram chamados de" empurradores ". Os puxadores tendiam a se mover com as caudas para cima (uma inclinação pronunciada) enquanto os empurradores permaneceu relativamente plano.

    p Essa diferença foi significativa quando se tratou de mover contra as correntes.

    p Quando a inclinação é grande (puxadores), a cauda fica mais exposta a um fluxo que se aproxima, que pega a cauda e gira o motor - semelhante à maneira como o vento gira um cata-vento. Consequentemente, a frente do motor está voltada para o fluxo, após o qual o motor continua para frente, agora se movendo contra a corrente. Por contraste, se o motor não estiver inclinado (botões), uma corrente não pode pegar sua cauda e girá-la para se mover contra este fluxo - e, como resultado, é improvável que responda a um fluxo que se aproxima.

    p "Este sistema sintético imita micro-organismos naturais, como E. coli em fluxo, e oferece um meio de prever seus caminhos através do corpo humano, ", observa Brosseau." É a chave para entender os processos de contaminação e projetar material inteligente para a entrega de medicamentos direcionados. "


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