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Nanotecnologia

Guiando a automontagem para recriar padrões da natureza

Redação do Site Inovação Tecnológica -  20/11/2017

O material é produzido no interior de pequenos canos, onde o líquido gira para controlar o posicionamento das partículas. [Imagem: Taehoon Lee et al. - 10.1002/adma.201704274]

Automontagem guiada

A natureza está repleta de estruturas tubulares dinâmicas, que os organismos usam para executar diversas funções essenciais à vida.

Seja nas folhas ao redor de um galho, nas raízes, no DNA, ou mesmo na cauda de alguns vírus, essas estruturas consistem de um núcleo cilíndrico rodeado por objetos menores dispostos segundo um padrão específico.

A natureza faz isso usando o que os cientistas chamam de automontagem, mas convencer as nanopartículas a se automontarem tem sido um desafio nada desprezível.

Taehoon Lee, do Instituto de Ciências Básicas, na Coreia do Sul, descobriu uma forma de "guiar a automontagem" usando fluxos circulares de líquidos dentro de pequenos cilindros.

O segredo da técnica está justamente em fazer girar o líquido onde as partículas estão em suspensão. Isto porque, se o líquido fica parado a gravidade vence e as partículas se sedimentam ou boiam, impedindo a montagem.

A força centrípeta do vórtice força o material de maior densidade para fora, enquanto o material de menor densidade é levado para o centro. À medida que o líquido mais denso (mais pesado) gira, as partículas mais leves dentro do cilindro se organizam em um conjunto tubular.

Exemplos de formatos obtidos com a nova técnica. [Imagem: Taehoon Lee et al. - 10.1002/adma.201704274]

Microcompósitos

Além de produzir estruturas com os mais diversos formatos, a automontagem dirigida permite construir estruturas com dois tipos diferentes de partículas, algo que ninguém havia conseguido fazer antes.

"Esta técnica pode ser estendida a vários tipos de sistemas, incluindo partículas moles, como bolhas, ou talvez até células vivas," disse Lee.

Ele acredita também que a técnica permitirá a criação de microcompósitos, nos quais as partículas componentes poderão alcançar as dimensões coloidais, tornando essas estruturas úteis, por exemplo, para aplicações fotônicas.

Para isso a equipe pretende agora manipular as partículas individuais para construir materiais mais complexos.

Bibliografia:

Non-equilibrium self-assembly of mono- and multicomponent tubular structures in rotating fluids
Taehoon Lee, Konrad Gizynski, Bartosz A. Grzybowski
Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.201704274