segunda-feira, 7 de fevereiro de 2011

Um trem que viaja pelos trilhos do DNA

A nanotecnologia está intimamente associada a áreas como a medicina, a ciência da computação, a eletrônica, a física, a química, a biologia e a engenharia de materiais na pesquisa e produção em escala nano (escala atômica). Seu princípio básico é a utilização dos átomos para construção de novas estruturas e novos materiais, tal qual um pedreiro usando tijolos para levantar uma casa. Apesar de ser uma área bastante promissora, ela ainda engatinha mas, mesmo assim, já demonstra ter bastante potencial, basta termos como exemplo a produção de semicondutores, nanocompósitos, biomateriais e chips entre outros. A nanotecnologia foi criada no Japão e seu principal objetivo é criar estruturas estáveis a partir de átomos.


Moléculas de DNA (Fonte: inconscientecoletivo)

Em 2010, cientistas da Universidade de Rice apresentaram a nova versão de um nanocarro, que foi criado em 2005 por James Tour: ele mede apenas 1/50.000 da espessura de um fio de cabelo humano e é formado por moléculas cujo movimento pode ser controlado por cientistas. Tal funcionalidade seria útil futuramente para a construção de circuitos eletrônicos ultra miniaturizados, nanorobôs, máquinas miniaturizadas e até para serem usadas por médicos através de um diagnóstico que seria feito a partir do interior do corpo de um paciente, por onde a nanomáquina seria capaz de percorrer livremente e até de fazer algumas intervenções cirúrgicas diretas como a remoção de tumores. Estaria então a nanotecnologia mais próxima de seu mais esperado objetivo: A construção de máquinas moleculares e as nano-linhas de produção que começariam a dar forma às nanofábricas, onde nanoprodutos seriam criados em escala atômica!

Carros Moleculares (Fonte: meteopt)
O mais novo passo da nanotecnologia foi dado pelo Dr. Masayuki Endo e seus colegas da Universidade de Quioto, no Japão, e Oxford, no Reino Unido: a criação de um trem molecular. Eles utilizaram uma técnica conhecida como origami de DNA para desenrolar a molécula de DNA, desfazendo seu formato de mola original e formando um longo trilho, onde as fitas serão os trilhos e os pares de base se assemelharão a uma linha  férrea. Desse modo, as dobraduras feitas no ácido desoxirribonucléico criarão formas bi e tridimensionais em escala nanométrica.

O nanotrem em movimento no trilho de DNA (Fonte: inovaçãotecnológica)
Dentro desses parâmetros criou-se um trem em monotrilho, tirando proveito das características de automontagem de DNA, aproveitadas pelos nanotecnologistas. O sistema de transporte molecular do trem é formado pelos trilhos de DNA, com 100 nanômetros de comprimento, por um motor molecular e pelo combustível necessário para alimentá-lo. Os nanotecnologistas são capazes então de acompanhar os movimentos de seu veículo em tempo real, através de um poderoso microscópio de força atômica (AFM). Em relação à velocidade, o motor se desloca a uma velocidade média de 0,1 nanômetro por segundo, por toda a extensão do trilho e ainda pode ter sua velocidade ajustada pelos cientistas, de acordo com sua necessidade.

Nanorobô em atividade (Fonte: marianeconhecimento)
Um trabalho como este é bastante relevante para o desenvolvimento de modelos ainda mais avançados de transporte de medicamentos e de linhas de montagem moleculares, podendo ser viável, dentro de pouco tempo, a criação de ribossomos sintéticos. Segundo Hiroshi Sugiyama, co-autor da pesquisa: "As técnicas de origami de DNA nos permitem construir estruturas nanométricas e micrométricas com grande precisão. Nós já vislumbramos geometrias mais complexas dos trilhos, com comprimentos maiores e até mesmo interseções nas linhas". O cientista ainda afirma que tal técnica seria capaz de abrir as portas para a criação de robôs moleculares autônomos, ou seja, capazes construir coisas a partir de moléculas individuais. Com tais nanorobôs seria possível a criação de fábricas moleculares, com linhas de produção a nível microscópico! Não deve demorar muito para que mais novidades surjam nesse campo bastante promissor.


Representação de uma nanofábrica (Fonte: inovaçãotecnólogica)


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