quinta-feira, 6 de outubro de 2016

Trio conquista Prêmio Nobel de Química por projeto de máquinas moleculares

Três pesquisadores dividirão o Nobel de Química deste ano: Jean-Pierre Sauvage (Universidade de Estrasburgo, França), Sir J. Fraser Stoddart (Northwestern University, Evanston, Ilinois, EUA) e Bernard L. Feringa (Universidade de Groningen, Holanda) "pela concepção (projeto) e síntese de máquinas moleculares". Eles desenvolveram moléculas com movimentos controláveis, que podem executar uma tarefa quando se fornece energia: um pequeno elevador, músculos artificiais e motores minúsculos. 

O desenvolvimento de computação demonstra como a miniaturização da tecnologia pode levar a uma revolução. Miniaturizar máquinas é levar a Química para uma nova dimensão.

O primeiro passo para uma máquina molecular foi feito por Jean-Pierre Sauvage em 1983, quando ele conseguiu ligar duas moléculas em forma de anel em um conjunto para formar uma cadeia, chamada de catenano. Normalmente, as moléculas são unidas por ligações covalentes fortes, em que os átomos compartilham elétrons, mas nessa cadeia eles foram em vez disso unidos por uma ligação mecânica mais livre. Para que uma máquina seja capaz de executar uma tarefa, deve ser constituída por partes que se movem relativamente uma a outra. Os dois anéis entrelaçados cumprem exatamente esse requisito.

A segunda etapa foi feita por Fraser Stoddart em 1991, quando ele desenvolveu um rotaxano, um anel rosqueado molecular sobre um eixo molecular fino; ele demonstrou que o anel foi capaz de se mover ao longo do eixo. Entre seus desenvolvimentos baseados em rotaxanos estão um elevador molecular, um músculo molecular e um chip de computador baseados em moléculas.

Bernard Feringa foi a primeira pessoa a desenvolver um motor molecular; em 1999 ele recebeu uma lâmina do rotor molecular para girar continuamente no mesmo sentido. Utilizando motores moleculares, ele rodou um cilindro de vidro, que é 10 mil vezes maior do que o motor e também projetou um nanocarro.

Em termos de desenvolvimento, o motor molecular está no mesmo palco que o motor elétrico estava na década de 1830, quando os cientistas exibiam várias manivelas, fiação e rodas, sem saber que eles iriam levar a trens elétricos, máquinas de lavar, ventiladores, processadores de alimentos... As máquinas moleculares vão provavelmente ser utilizadas no desenvolvimento de produtos tais como novos materiais, sensores e sistemas de armazenamento de energia.
Então, parabéns a eles.

Fonte: www.nobelprize.org



Por que esses estudos são considerados um importante avanço científico?

1. Elas foram algumas das primeiras “máquinas inteligentes”

As células dos seres vivos funcionam como motores, recebendo energia e executando funções como transmitir informações, regular temperatura, reparar danos ou fazer órgãos funcionarem. A ideia do trio de cientistas que ganhou o Nobel foi replicar esse trabalho em estruturas sintéticas – as máquinas criadas por eles conseguem, a partir da adição de energia, realizar tarefas, como movimentos controláveis. Assim, esses minúsculos dispositivos podem ser usados para a criação de materiais capazes de se “auto reparar” ou de executar funções sozinhos, por meio de estímulos externos.

2. São 1.000 vezes menores que a espessura de um fio de cabelo

As máquinas moleculares não podem ser vistas a olho nu. Minúsculos, esses motores, roldanas e correntes são um incrível avanço para a área da nanotecnologia, principalmente na área de biociência e informática. No futuro, invenções feitas a partir dessas máquinas poderão, por exemplo, levar medicamentos a pontos específicos do organismo.

3. Funcionam como peças que poderão fazer parte de sofisticados nanorobôs

“Em termos de desenvolvimento, o motor molecular está no mesmo estágio em que o motor elétrico estava em 1830, quando os cientistas exibiam diversas rodas e manivelas sem saber que elas levariam a trens elétricos, máquinas de lavar, ventiladores e processadores de alimentos. Máquinas moleculares serão provavelmente utilizadas no desenvolvimento de novos materiais, sensores e sistemas de armazenamento de energia”, afirma o comunicado da Academia Real de Ciências da Suécia.

4. Seu impacto pode ser comparado à invenção do microchip

Segundo comunicado da Academia Real de Ciências da Suécia, “os laureados deste ano miniaturizaram máquinas e conduziram a química a uma nova dimensão”. A criação de uma estrutura em dimensões reduzidas, o microchip, revolucionou a comunicação em todo o globo. Segundo o comitê do Nobel, as pequenas máquinas criadas por Sauvage, Stoddart e Feringa, apesar de ainda estarem em estágio inicial, poderão também promover imensas transformações na tecnologia.

5. Elas poderão revolucionar a medicina e informática

Em entrevista após o anúncio do prêmio, Feringa sugeriu ao comitê do Nobel que as máquinas moleculares podem ser usadas como nano robôs que entregarão medicamentos para células com câncer ou na criação de novos materiais inteligentes que consigam se adaptar ou mudar de acordo com o ambiente.

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