Hélice molecular
A hélice molecular é uma molécula que pode impulsionar os fluidos quando girada, devido ao seu formato especial, que foi concebido em analogia com hélices macroscópicas:[1][2] possui várias lâminas de escala molecular associadas a um ângulo de passo certo em toda a circunferência de um eixo, alinhados ao longo do eixo de rotação.
As hélices moleculares projetadas no grupo do Professor Petr Král da Universidade de Illinois, em Chicago, Estados Unidos, são formadas por lâminas planas de moléculas aromáticas e o eixo é um nanotubo de carbono.[3] Simulações de dinâmica molecular mostram que essas hélices podem servir como bombas eficientes no volume e na superfície de líquidos. A sua eficiência de bombeamento depende da química da interfase entre as lâminas e do líquido. Por exemplo, se as lâminas são hidrofóbicas, as moléculas de água não se ligam a elas, devido à sua pequena polaridade, e as hélices podem bombea-las melhor. Se as lâminas são hidrofóbicas, as moléculas de água formam ligações de hidrogênio com os átomos nas lâminas polares. Isso pode bloquear o grande fluxo de moléculas de água ao redor das lâminas e desacelerar significativamente seu bombeamento.
Bombeamento[editar | editar código-fonte]
As hélices moleculares podem girar por motores moleculares que podem ser conduzidos por agentes químicos, biológicos, ópticos e meios elétricos,[4][5][6] ou vários mecanismo de catraca.[7] A natureza realiza mais atividades biológicas com um grande número de motores moleculares altamente sofisticados, como a miosina, cinesina e a ATP sintase.[8] Por exemplo, os motores de rotação ligados à cauda da proteína-base, chamado flagelo, pode impulsionar as bactérias.
Aplicações[editar | editar código-fonte]
De maneira semelhante, a montagem de uma hélice molecular e um motor molecular pode dar forma a uma máquina em nanoescala que pode bombear fluidos ou realizar a locomoção.[9] As futuras aplicações desse âmbito de nanosistemas das novas ferramentas de análise na física e química, produção de drogas e terapia genética na biologia e medicina, técnicas avançadas de nanofluidos em chips, para pequenos robôs realizam diversas atividades na escala nanométrica ou escala microscópica.
Referências
- ↑ J. Vacek and J. Michl, A molecular "Tinkertoy" construction kit: Computer simulation of molecular propellers, New J. Chem. 21, 1259 1997.
- ↑ C. D. Simpson, G. Mattersteig, K. Martin, L. Gherghel, R. E. Bauer, H. J. Rader and K. Mullen, Nanosized molecular propellers by cyclodehydrogenation of polyphenylene dendrimers, J. Am. Chem. Soc. 126, 3139 2004. Abstract
- ↑ B. Wang and P. Král, Chemically Tunable Nanoscale Propellers of Liquids, Phys. Rev. Let. 98, 266102 2007. Abstract
- ↑ T. R. Kelly, H. De Silva and R. A. Silva, Unidirectional rotary motion in a molecular system, Nature 401, 150 1999. Abstract
- ↑ N. Koumura, R. W. J. Zijlstra, R. A. van Delden, N. Harada and B. L. Feringa, Light-driven monodirectional molecular rotor, Nature 401, 152 1999. Abstract
- ↑ C. Bustamante, Y. R. Chemla, N. R. Forde and D. Izhaky, Mechanical processes in biology, Annual Review of Biochemistry, 73, 705 2004. Abstract
- ↑ R. D. Astumian, Thermodynamics and kinetics of a Brownian motor, Science 276, 917 1997. Abstract
- ↑ S. P. Tsunoda, R. Aggeler, M. Yoshida, and R. A. Capaldi, Rotation of the c subunit oligomer in fully functional F1Fo ATP synthase, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 898 2001. Abstract
- ↑ R. K. Soong, G. D. Bachand, H. P. Neves, A. G. Olkhovets, H. G. Craighead and C. D. Montemagno, Powering an inorganic nanodevice with a biomolecular motor, Science 290, 1555 2000. Abstract
Ligações externas[editar | editar código-fonte]
- «Universidade de Illinois»
- «Notícias sobre Tecnologia e Ciência»
- «Matéria sobre a hélice molecular na Nature»
- «Matéria sobre a hélice molecular na Nature Nanotechnology»
