p No mais simples dos níveis, nanoporos são orifícios (do tamanho de nanômetros) em uma membrana isolante. O orifício permite que os íons passem através da membrana quando uma voltagem é aplicada, resultando em uma corrente mensurável. Quando uma molécula passa por um nanoporo, causa uma mudança na corrente, isso pode ser usado para caracterizar e até mesmo identificar moléculas individuais. Nanoporos são dispositivos de biossensor de molécula única extremamente poderosos e podem ser usados ​​para detectar e sequenciar DNA, RNA, e até proteínas. Recentemente, tem sido usado no sequenciamento do vírus SARS-CoV-2. p Nanoporos de estado sólido são um tipo extremamente versátil de nanoporos formados em membranas ultrafinas (menos de 50 nanômetros), feito de materiais como nitreto de silício (SiN _x ) Os nanoporos de estado sólido podem ser criados com uma variedade de diâmetros e podem suportar uma infinidade de condições. Uma das técnicas mais atraentes para fabricar nanoporos é a Discriminação Controlada (CBD). Esta técnica é rápida, reduz os custos de fabricação, não requer equipamento especializado, e pode ser automatizado.

p CBD é uma técnica em que um campo elétrico é aplicado através da membrana para induzir uma corrente. Em algum ponto, um pico na corrente é observado, significando a formação de poros. A tensão é então rapidamente reduzida para garantir a fabricação de um único, nanopore pequeno.

p Os mecanismos subjacentes a este processo não foram totalmente elucidados, portanto, uma equipe internacional envolvendo ITQB NOVA decidiu investigar mais como a condução elétrica através da membrana ocorre durante a quebra, ou seja, como as reações de oxidação e redução (também chamadas de reações redox, eles implicam perda ou ganho de elétrons, respectivamente) influenciam o processo. Para fazer isso, a equipe criou três dispositivos nos quais o campo elétrico é aplicado à membrana (um SiN rico em silício _x membrana) de diferentes maneiras:via eletrodos de metal em ambos os lados da membrana; via soluções eletrolíticas em ambos os lados da membrana; e por meio de um dispositivo misto com um eletrodo de metal de um lado e uma solução eletrolítica do outro.

p Os resultados mostraram que as reações redox devem ocorrer na interface membrana-eletrólito, enquanto os eletrodos de metal contornam essa necessidade. A equipe também demonstrou que, por causa desse fenômeno, a fabricação de nanopore pode ser localizada em certas regiões realizando CBD com microeletrodos de metal na superfície da membrana. Finalmente, variando o conteúdo de silício na membrana, os pesquisadores demonstraram que a condução e a formação de nanoporos são altamente dependentes do material da membrana, uma vez que limita a corrente elétrica na membrana.

p "O controle da localização dos nanoporos nos interessa há vários anos", diz James Yates. Pedro Sousa acrescenta que “os nossos resultados sugerem que o CBD pode ser utilizado para integrar poros com micro ou nanoestruturas complementares, como eletrodos de tunelamento ou sensores de efeito de campo, através de uma gama de diferentes materiais de membrana. "Esses dispositivos podem então ser usados ​​para a detecção de moléculas específicas, como proteínas, DNA, ou anticorpos, e aplicado a uma ampla gama de cenários, incluindo vigilância pandêmica ou segurança alimentar.

p A pesquisa foi publicada na revista Pequena .