Graxa de prótons acelera máquinas moleculares 10 milhões de vezes

Lubrificação extrema

Os físicos alertam: antes de se aventurar pelos MEMS,nanomáquinas, micro e nano-robôs, é melhor prestar atenção na força de Casimir.

De fato, essa força se torna um problema quando os componentes começam a ser miniaturizados abaixo de determinadas dimensões, consumindo-se pelo atrito depois de poucos ciclos de operação.

Agora os químicos responderam: pisem fundo na miniaturização, que nós temos a solução: uma graxa de prótons.

Ken Shimizu e seus colegas da Universidade da Carolina do Sul descobriram como "lubrificar" máquinas moleculares usando prótons.

Essa "graxa" inusitada levou a lubrificação ao extremo, permitindo que um motor molecular aumentasse de rotação 10 milhões de vezes.

Motor molecular

O motor molecular é formado por anéis de quinolona e sucinimida conectados por um eixo formado por uma única ligação química.

Sua deficiência é que um oxigênio da sucinimida é repelido pelo nitrogênio da quinolona.

Isso significa que os dois anéis do motor repelem-se mutuamente quando seus planos começam a se alinhar, o que faz com que o motor gire muito lentamente.

Graxa de prótons acelera máquinas moleculares 10 milhões de vezes

O íon hidrogênio funciona como lubrificante das duas metades do motor molecular. [Imagem: JACS]

Entra então em cena o que os cientistas chamaram de "graxa de prótons", que também poderia ser batizada de graxa de hidrogênio.

Os hidrogênios extras, fornecidos por meio da acidificação do meio onde o motor molecular fica imerso, interage com o oxigênio, diminuindo drasticamente o efeito de repulsão, o que resulta em uma incrível aceleração do motor.

Controle das máquinas moleculares

A solução é ainda mais interessante porque o giro do motor pode ser controlado dosando-se a adição de hidrogênio. Para brecá-lo, basta adicionar uma base à mistura.

Embora as máquinas moleculares ainda estejam distantes de aplicações práticas, com a demonstração prática de nanocarros, nanotrens, e até de um nanomotor a pistão, é cada vez maior o entusiasmo entre os nanotecnologistas de que será possível, em um futuro não tão distante, construir nanofábricas moleculares.

Bibliografia:
Proton Grease: An Acid Accelerated Molecular Rotor
Brent E. Dial, Perry J. Pellechia, Mark D. Smith, Ken D. Shimizu
Journal of the American Chemical Society
Vol.: 134 (8), pp 3675-3678
DOI: 10.1021/ja2120184

Graxa de prótons acelera máquinas moleculares 10 milhões de vezes

Os hidrogênios extras diminuem drasticamente o efeito de repulsão entre os blocos do motor, o que resulta em uma aceleração de 10 milhões de vezes. [Imagem: Dial et al./JACS]

Fonte : Inovação Tecnológica

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