Pesquisadores da Austrália e do Reino Unido estão trazendo um conceito de ficção científica para mais perto da realidade, enquanto trabalham para superar um grande obstáculo no projeto de nano robôs de automontagem.
Os fãs do filme Vingadores: Guerra infinita de 2018 conhecerão a cena em que Tony Stark bate em um painel em seu peito para liberar um bilhão de minúsculos robôs, que rapidamente se montam em um traje do Homem de Ferro ao seu redor.
Um pouco de Hollywood, é verdade, mas este tipo de nanotecnologia de automontagem é um campo de pesquisa muito real e emocionante.
Nas últimas décadas, os cientistas desenvolveram robôs em nano escala que podem ser programados para realizar uma série de tarefas microscópicas, desde a cura de feridas até o fornecimento de medicamentos às células cancerosas e o posicionamento de componentes elétricos.
Mas Tony Stark fez algo que os cientistas do mundo real ainda estão lutando para conseguir: fazer com que esses nano robôs se combinassem em formações maiores.
Agora, uma equipe que inclui pesquisadores da University of NSW, University of Oxford e Imperial College London desenvolveu uma teoria de design para controlar a precisão da montagem dos nano robôs na ausência de um molde ou modelo.
“Tradicionalmente, construímos estruturas montando manualmente os componentes no produto final desejado”, diz Lawrence Lee da UNSW. “Isso funciona muito bem e facilmente se as peças forem grandes, mas conforme você vai ficando cada vez menor, fica mais difícil fazer isso.”
Felizmente, o mundo natural está cheio de pequenas máquinas e, portanto, fornece ampla inspiração.
“A biologia demonstra como uma gama quase infinita de sistemas e estruturas complexos em muitas escalas pode se originar da automontagem de peças componentes em nano escala”, Lee e seus colegas escreveram em seu artigo, publicado na ACS Nano.
Sua pesquisa usa moléculas biológicas – ou seja, DNA – como as partes componentes dos nano robôs. Cada molécula pode ser codificada com instruções sobre como montar – mas o desafio mais crucial tem sido como fazer as moléculas pararem quando a estrutura atingir as dimensões desejadas.
Para resolver isso, a equipe sintetizou um novo tipo de bloco de construção baseado em DNA chamado PolyBricks, que são tão pequenos que 2.000 podem caber na espessura de um único fio de cabelo humano.
Cada uma dessas subunidades idênticas é codificada com um “projeto” de uma estrutura pré-definida, incluindo um comprimento definido. Para controlar quantos tijolos se juntam – e, portanto, controlar as dimensões do produto final – a equipe usou um princípio de design chamado de acumulação de deformação.
“Com cada bloco que adicionamos, a energia de deformação se acumula entre os PolyBricks, até que, no final das contas, a energia seja muito grande para que mais blocos possam se ligar”, explica Lee. “Este é o ponto em que as subunidades vão parar de se reunir.”
Essencialmente, isso foi conseguido modificando a sequência de DNA de cada PolyBrick para regular quanta “cepa” é adicionada a cada bloco.
Este novo mecanismo fornece uma base para a codificação de nanorrobôs para montar em formas ainda mais complexas.
Jonathan Berengut, co-autor da UNSW, conclui: “É esse tipo de pesquisa fundamental sobre como organizamos a matéria em nano escala que nos levará à próxima geração de nano materiais, nano medicinas e nano eletrônica.”
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Traduzido e editado por equipe Isto é Interessante
Fonte: Cosmos Magazine
