Primeira escrita e leitura digital em moléculas sintéticas

16/11/2017


É um passo importante rumo ao armazenamento de dados em escala molecular


Dados em polímeros

Usando a bem conhecida técnica de espectrometria de massas, químicos conseguiram pela primeira vez ler vários bytes de dados digitais gravados em escala molecular.

Abdelaziz Al Ouahabi e seus colegas do Centro Nacional de Pesquisas Científicas da França (CNRS) usaram polímeros sintéticos, que são mais estáveis e mais simples de trabalhar do que moléculas naturais, como o DNA, também muito cotado para armazenamento de dados pela eletrônica molecular.


Os bits são gravados em elementos do polímero conhecidos como monômeros, que ocupam um espaço 100 vezes menor do que os bits dos discos rígidos atuais.

Os polímeros são formados por dois tipos de monômeros, com grupos fosfato correspondentes a 0 e 1. Após cada conjunto de oito desses bits - um byte - foi adicionado um separador molecular. O primeiro passo na leitura da informação é dividir o polímero em bytes, identificando os separadores; a seguir, as ligações fosfato são quebradas para o sequenciamento de cada byte.

A equipe conseguiu sintetizar polímeros capazes de armazenar até oito bytes. Com isto, eles conseguiram gravar a palavra "Sequência" em código ASCII, que atribui um byte exclusivo a cada letra e marca de pontuação.

Como ainda não existe equipamento adequado para a tarefa, a decodificação dos sinais lidos por espectrometria foi feita manualmente, o que levou várias horas. Mas a equipe se apressa em esclarecer que um software adequado faria a mesma interpretação dos dados em poucos milissegundos.

Bibliografia:
Mass spectrometry sequencing of long digital polymers facilitated by programmed inter-byte fragmentation.
Abdelaziz Al Ouahabi, Jean-Arthur Amalian, Laurence Charles, Jean-François Lutz
Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 967
DOI: 10.1038/s41467-017-01104-3


Fonte: Inovação Tecnológica (19/10/2017)




Muco de lesma mostra como fazer plástico reutilizável

A ideia dos pesquisadores é usar o exemplo da natureza para criar materiais plásticos que dispensem a reciclagem, bastando ser dissolvidos em água para voltar a ser matéria-prima.

22/11/2017



Bioinspiração

A natureza está fornecendo a inspiração para o desenvolvimento de um novo tipo de polímero que pode passar de um estado gelatinoso para uma conformação muito forte, abrindo novas gamas de aplicação.

A inspiração veio da observação de uma espécie de lesma conhecida como verme-aveludado (Onychophora), devido às inúmeras papilas que apresentam na superfície do corpo.

Para capturar sua presa, a lesma arremessa uma secreção grudenta e mole. Contudo, quando a presa começa a fazer força para escapar, essa força faz com que a secreção endureça na forma de fios muito fortes, que selam seu triste destino.

Mais do que isso, depois de cumprir sua função mecânica, os fios podem ser simplesmente dissolvidos em água, voltando à sua forma gelatinosa, ficando prontos para uma próxima seção de esticamento e endurecimento.


Gel forma fios rígidos

O fato de que fibras de polímeros reversíveis possam ser extraídas de uma secreção líquida e reutilizadas indefinidamente é um conceito muito interessante do ponto de vista tecnológico.

Por isso, Alexander Baer (Universidade de Kassel) e Georg Mayer (Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces) se debruçaram sobre a composição e os mecanismos moleculares que pudessem explicar essa mudança estrutural na meleca da lesma, de forma a reproduzi-los em materiais sintéticos.

Eles constataram que o muco é formado por moléculas grandes, de proteínas e ácidos graxos, que são produzidas separadamente e depois se juntam para formar glóbulos muito uniformes, todos com diâmetros na faixa dos 75 nanômetros. O material fica armazenado em uma glândula, até que o animal perceba a presença de um grilo ou de uma aranha. Nesse momento, ele arremessa o muco por meio de dois canais nos lados da cabeça, que sai impulsionado por contrações musculares.

"A princípio a consistência pegajosa não muda. No entanto, assim que a presa começa a se sacudir, as forças de cisalhamento agem sobre o limo para romper os nanoglóbulos, separando as proteínas e ácidos graxos. Enquanto as proteínas formam fibras longas no interior do limo, as moléculas de lipídeos e água são deslocadas para o exterior e formam uma espécie de bainha," conta Baer.

É essa bainha, uma espécie de cobertura alongada, que passa a revestir e dar rigidez às fibras que a presa forma a partir do muco ao tentar se desvencilhar.


Tudo acontece quando o muco é tracionado, transformando-se em fios rígidos pelo rearranjo de suas moléculas.


Polímeros reutilizáveis

A equipe espera que, no futuro, essa combinação de nanoglóbulos e macromoléculas solúveis em água possa servir como modelo para a fabricação de polímeros sintéticos reutilizáveis, que não precisem passar por processos complicados de reciclagem.

No caso do muco do animal, basta dissolver os fios em água para que eles voltem à consistência original - o animal não o reutiliza, mas o material fica pronto para um novo uso.

Antes disso, porém, a equipe afirma que será necessário descobrir detalhadamente como é que as proteínas do muco se combinam para formar fibras rígidas sem formar ligações químicas fixas.

Bibliografia:
Mechanoresponsive lipid-protein nanoglobules facilitate reversible fibre formation in velvet worm slime
Alexander Baer, Stephan Schmidt, Sebastian Haensch, Michaela Eder, Georg Mayer, Matthew J. Harrington
Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 974
DOI: 10.1038/s41467-017-01142-x


Fonte: Inovação Tecnológica (09/11/2017)


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