Nanomotor inspirado em bactérias demonstra potência impressionante

Motor inspirado na biologia abre caminho para novas aplicações

Cientistas alemães desenvolveram um motor artificial no nível supramolecular, inspirado em mecanismos biológicos de bactérias, que demonstra uma potência notável para seu tamanho reduzido.

O motor é composto por uma fita minúscula feita de moléculas especiais. Quando recebe energia, essa fita se alinha e se movimenta como uma pequena barbatana, gerando impulso capaz de deslocar objetos. Pela primeira vez, essa energia é obtida a partir de um combustível químico.

Até o momento, a conversão de energia química em movimento rotacional no nível supramolecular era algo exclusivo da biologia. Bactérias primitivas, conhecidas como arqueias, utilizam o ATP como combustível para movimentar seus flagelos — estruturas semelhantes a barbatanas — e se locomover.

A criação de versões sintéticas desses motores biológicos tem sido um desafio de longa data para os pesquisadores, mas até agora ninguém havia conseguido replicar esse mecanismo natural. Inspirados nas bactérias, os cientistas desenvolveram um nanomotor sintético altamente potente, empregando um novo mecanismo.

No futuro, esse avanço poderá viabilizar nanorrobôs capazes de navegar pelos vasos sanguíneos para detectar células tumorais e realizar outras aplicações médicas.

Nanomotor alimentado por combustível químico

As irmãs Brigitte e Christine Kriebisch, da Universidade Técnica de Munique, projetaram fitas de peptídeos que medem alguns micrômetros de comprimento e apenas alguns nanômetros de largura. Quando um combustível químico é adicionado, essas fitas adquirem estrutura e se enrolam em pequenos tubos que começam a girar, um movimento que pode ser observado ao microscópio.

Os pesquisadores descobriram que a velocidade de rotação das fitas pode ser controlada pela quantidade de combustível. Além disso, a direção do giro — horário ou anti-horário — depende da estrutura dos blocos moleculares que formam as fitas, com rotações variando entre 0,06 e 0,28 rpm.

As fitas geram força suficiente para mover objetos muito maiores que o próprio motor, na escala de micrômetros, exercendo forças na ordem de piconewtons.

Além do nanomotor, a equipe mostrou que é possível criar pequenos robôs móveis que rastejam sobre superfícies, bastando reunir várias dessas fitas rotativas em torno de um ponto central.

Embora as aplicações médicas estejam ainda em um estágio futuro, o desenvolvimento de microrrobôs para o transporte de medicamentos dentro do corpo humano é uma possibilidade promissora. No entanto, os pesquisadores precisam encontrar um combustível que seja seguro para uso dentro do organismo, já que a versão atual é tóxica.