A primeira fábrica de produção nanorobótica


20 jan 2018

Cientistas no mundo todo estão trabalhando em novas tecnologias para criar as nanofábricas do futuro. Eles esperam que elas um dia possam ser úteis para analisar amostras bioquímicas ou produzir agentes ativos medicinais. Algumas nanomáquinas já podem ser produzidas de forma econômica usando a técnica DNA de Origami, poderosa ferramenta concebida para construir estruturas de forma precisa.

Nessa corrida, cientistas da Universidade Técnica de Munique (TUM) acabam de desenvolver uma nova tecnologia de propulsão elétrica para nanorobôs. Isso irá permitir que máquinas moleculares se movam cem mil vezes mais rápido do que com os processos bioquímicos utilizados até o momento. A notícia foi divulgada ontem (19 de Jan.) na revista Science.

Esses cientistas alemães criaram um braço nanorobótico com campos elétricos, automontado por DNA, considerando a técnica de Origami de DNA, mas, nesse caso, “Kopperger et al. fizeram um feito impressionante ao criarem uma estrutura dinâmica de Origami de DNA que eles podem controlar diretamente em macro escala através de campos elétricos facilmente ajustáveis ​​– semelhante a um robô controlado remotamente”, observou Björn Högberg, do Instituto Karolinska, no Perspective in Science, (pág. 279).

Em colaboração com especialistas em fluorescência chefiados pelo Prof. Don C. Lamb da Universidade Ludwig Maximillians de Munique, os pesquisadores alemães marcaram as pontas dos braços robóticos usando moléculas de pigmento. Eles observaram seu movimento usando um microscópio de fluorescência, e então mudaram a direção do campo elétrico. Isso permitiu que eles alterassem arbitrariamente a orientação dos braços e o controle do processo de locomoção.

“O experimento demonstrou que as máquinas moleculares podem ser movimentas e, portanto, também conduzidas eletricamente”, disse Simmel, pesquisador da TUM. “Graças ao processo de controle eletrônico, agora podemos iniciar movimentos em uma escala de milissegundos e, portanto, 100 000 vezes mais rápido do que com abordagens bioquímicas anteriormente utilizadas”.

O braço nanorobótico se parece com o câmbio de marcha de um carro. Controlado por um campo elétrico, o DNA de cadeia simples serve como “travas” (amarelo) para agarrar e bloquear o braço de 25 nanômetros de comprimento em posições predefinidas de “engrenagem”. (crédito: Enzo Kopperger et al./Science)

 

Os novos sistemas nanorobóticos bio-híbridos também podem atuar como uma memória molecular mecânica (uma espécie de versão nanométrica do Babbage Analytical Engine), ele observa. “Com capacidade de formar longos filamentos com múltiplos braços robóticos de DNA, os sistemas também podem servir como uma plataforma para novas invenções em memória digital, transferência de carga em nanoescala e impressão 3D de moléculas”.

No caminho para a primeira nanofábrica

Essa nova tecnologia é adequada não apenas para movimentar pigmentos e nanopartículas. Os braços robôticos em miniatura também podem aplicar força às moléculas. Essas interações podem ser utilizadas para diagnóstico e desenvolvimento farmacêutico, enfatiza Simmel. “Nanorobôs são pequenos e econômicos. Milhões deles poderiam trabalhar em paralelo para buscar substâncias específicas em amostras ou sintetizar moléculas complexas – como uma linha de montagem”.

Isso pode ser o primeiro passo para a criação de uma genuína fábrica de produção nanorobótica.

Fonte: Science

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Redação O Futuro das Coisas
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