Pesquisadores criam motor de ouro com um milionésimo do tamanho de uma formiga

Imagine uma formiga. Preta, pequena e talvez com um quinto de polegada de comprimento – e também capaz de transportar algo com até 50 vezes o seu próprio peso corporal. Agora, imagine um poderoso motor com somente um milionésimo do tamanho de uma formiga. (Você não conseguirá, mas não se preocupe – o cérebro humano não foi concebido para isso).

É nessa escala microscópica que os cientistas da Universidade de Cambridge dizem ter construído um motor. O protótipo, descrito por físicos na segunda-feira (6) em artigo na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences tem lasers, partículas de ouro e a explora um princípio da Física chamado de “Forças de Van der Waals”.

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O motor de nanoescala funciona assim: partículas de ouro são agrupadas a um gel de polímero aquoso, o qual cientistas explodem com um “choque” de laser. O laser aquece o gel, expulsando a água como se apertasse uma esponja. Sem a água para mantê-las separadas, as partículas de ouro se unem graças à mútua atração de Van der Waals. As forças de Van der Waals são interações relativamente fracas entre duas moléculas neutras – não é tão forte como a ligação que mantém uma molécula de água junta, mas é poderosa o suficiente para manter um os pés de uma lagartixa presos a um pedaço de vidro.

Quando o gel esfria, o polímero volta a absorver água. As partículas de ouro se separam violentamente. “É como uma explosão”, disse Tao Ding, um dos autores do artigo e pesquisador do laboratório de física experimental de Cambridge, em um comunicado. “Nós temos centenas de bolas de ouro se separando em um milionésimo de segundo quando as moléculas de água inflam os polímeros ao seu redor”.

Os pesquisadores acreditam que este ciclo de constrição e de expansão, como as oscilações de uma mola ou de pistões, possam ser utilizado para movimentar a nano máquina.

Tal mecanismo é, supostamente, muito eficiente para seu tamanho minúsculo. “Podemos obter dez nano-Newton de força, cerca de dez a cem vezes mais força por unidade de peso do que qualquer outra máquina conhecida, de motores a jato aos moleculares”, escreveu Jeremy Baumberg, professor da Universidade de Cambridge e um dos autores do artigo, em e-mail para o jornal The Washington Post.

Baumberg chamou o motor de “actuating nano-transducers”, ou simplesmente ANT, palavra em inglês que significa “formiga”.

Os pesquisadores de Cambridge dizem que este é o primeiro direcionamento a um motor nano robô mais funcional, graças ao uso das Forças de Van der Waals. “Gostaríamos de dizer que esta será realmente a base para motores práticos em nano escala”, disse Baumberg em seu e-mail.