Pesquisadores constroem motor rotativo acionado por fluxo em nanoescala que pode gerar trabalho mecânico

Motores rotativos que são acionados por algum fluxo estão em uso há muito tempo em moinhos de vento e rodas d'água. Um mecanismo semelhante também é visto em células biológicas onde a FoF1-ATP sintase produz o combustível necessário para que as células funcionem. Inspirando-se nisso, pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Delft desenvolveram o menor motor acionado por fluxo a partir de DNA que utiliza gradientes elétricos ou salinos para gerar energia mecânica. Para a construção do motor, a equipe usou uma técnica chamada origami de DNA que usa interações específicas entre pares de DNA complementares para construir nano-objetos 2D e 3D.

Os rotores extraem energia da água que é induzida pela aplicação de tensão ou por diferentes concentrações de sal em cada lado da membrana. A partir das observações feitas, os pesquisadores exploraram mais e usaram o conhecimento para construir turbinas em nanoescala.

“Nosso motor acionado por fluxo é feito de material de DNA. Essa estrutura está ancorada em um nanoporo, uma pequena abertura, em uma membrana fina. O pacote de DNA de apenas 7 nanômetros de espessura se auto-organiza sob um campo elétrico em uma configuração semelhante a um rotor, que subsequentemente é colocado em um movimento rotativo sustentado de mais de 10 revoluções por segundo”. explicado Dr. Xin Shi, um pós-doc no departamento de Bionanoscience na TU Delft. Dr Shi é também o primeiro autor do estudo publicado em Física da Natureza.

Segundo a equipe, esta é a primeira vez que um rotor ativo acionado por fluxo é desenvolvido em nanoescala. Os pesquisadores ficaram intrigados quando observaram pela primeira vez o fenômeno em que os bastonetes de DNA se organizam. Shi acrescentou que, embora haja muita informação disponível sobre motores rotativos, muito pouco se sabe sobre sua versão em nanoescala.

Eles também realizaram um experimento e demonstraram a capacidade da turbina de transportar uma carga. A equipe acredita que o desenvolvimento abriu novos caminhos na engenharia de robôs ativos.