O incrível mundo do Nobel de Química: As “Máquinas Moleculares”

Imagem de capa: The Nobel Foundation

No último dia 5 o francês Jean-Pierre Sauvage, o britânico Fraser Stoddart e o holandês Bernard Feringa ganharam o Nobel de Química pelo desenvolvimento de “pequenas máquinas em nível molecular”.

Mas o que isso significa? Bom, o desenvolvimento de computação pode servir como exemplo para mostrar como a miniaturização da tecnologia pode levar a uma revolução: basta olhar os celulares de hoje em dia e comparar com qualquer celular de 10 anos atrás. Os vencedores do prêmio Nobel de Química desse ano miniaturizaram máquinas e levaram a química para uma nova dimensão.

De acordo com o comunicado oficial da Real Academia de Ciências da Suécia, Jean-Pierra Sauvage (Paris, 1944) deu o primeiro passo rumo a uma máquina em nível molecular em 1983, quando ligou duas moléculas em forma de anel criando uma corrente, denominada catenano. Normalmente, as moléculas se unem com ligações covalentes nas quais os átomos compartilham elétrons, mas no catenano de Sauvage elas se ligavam mecanicamente. Deve-se levar em conta que uma máquina deve ser composta de partes que podem se movimentar umas em relação às outras, o catenano cumpre esse requisito.

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1 – As moléculas que formaram a corrente são atraídos à um íon de cobre; 2 – O íon de cobre junta mais moléculas; 3 – Uma terceira molécula é ligada à molécula com formato de crescente; 4 – As moléculas são ligadas por uma ligação mecânica. O íon de cobre é removido. Créditos na imagem.

O segundo passo, continua o comunicado oficial, foi dado por Fraser Stoddart, (Edimburgo, 1942), em 1991, ao desenvolver um rotaxano, uma arquitetura molecular similar a um anel preso no interior de um haltere de ginástica. O anel podia se mover por esse minúsculo eixo molecular com facilidade. A partir do rotaxano, Soddart desenvolveu “músculos moleculares” e “chips de computador baseados em moléculas”.

Já o holandês Bernard Feringa (Barger-Compascuum, 1951) foi o primeiro a construir um motor molecular. Em 1999, criou uma pá de rotor molecular que girava continuamente na mesma direção, quando os cientistas aplicavam luz ultravioleta. Utilizando motores moleculares, rotacionou cilindros de vidro que são 10.000 vezes maiores do que o motor e também desenhou um nanocarro.

Apesar de estar em um estágio inicial de desenvolvimento da aplicação das “máquinas moleculares”, os princípios de química por trás dessa ideia já estão sendo colocadas em uso. Em 2015, pesquisadores da Alemanha mostraram que poderiam tirar proveito das ligações mecânicas fracas que operam as máquinas moleculares para criar uma versão do potente anticâncer composto de combretastatina A-4 que fosse ligada e desligada pela luz. Isto pode permitir aos médicos focar em áreas muito específicas do tecido e evitar a destruição de células saudáveis durante o tratamento de câncer. Já cobrimos tais fármacos anteriormente aqui no Mural.

As possíveis aplicações para as “máquinas moleculares” podem variam de robôs que caçam câncer no corpo até pequenos dispositivos de armazenamento de energia para computadores, diminuindo ainda mais o tamanho dos nossos aparelhos.

Os três laureados vão dividir o prêmio de 8 milhões de coroas suecas (cerca de 1 milhão de dólares) de forma igual.

Fonte: NobelPrize.org

Sobre o Autor - Mário

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