Os
estudantes e professores do Núcleo de Química de Heterociclos (Nuquimhe) da UFSM manifestam sua satisfação com o Prêmio Nobel
de Química de 2016, no qual os cientistas James Stoddart (EUA), Jean-Pierre
Sauvage (França) e Bernard Feringa (Holanda) foram laureados pelo desenvolvimento
de máquinas moleculares.
A
satisfação dos pesquisadores Clarissa Frizzo, Hélio Bonacorso, Manfredo
Hörner, Nilo Zanatta e Marcos Martins com o tema e a premiação está no fato de
eles desenvolverem projetos que visam à criação de máquinas moleculares
baseadas no tipo rotaxano.
Máquinas
moleculares são estruturas microscópicas até mil vezes menores do que a
espessura de um fio de cabelo. Capazes de reagir a comandos externos do
ambiente e, assim, realizar movimentos que as permitem funcionar como
minúsculos motores, essas moléculas organizadas para assumirem formas
específicas executam operações simples como movimentos de rotação e translação.
Assim, um rotaxano, por exemplo,
possui um componente molecular que funciona como um eixo e, encaixado nele, há
outro componente na forma de ciclo que funciona como uma roda.
Os componentes
moleculares são entrelaçados por meio de uma ligação “mecânica”, que permite o movimento de um em relação ao outro, mas impede a dissociação das unidades moleculares. A existência deste
tipo de ligação é a condição essencial para que uma molécula possa se mover
rapidamente em relação a outra, caracterizando assim a “máquina molecular”.
A molécula cíclica pode também fazer movimentos de translação ao longo do eixo
molecular. Estes movimentos translacionais podem ser realizados mediante estímulos
externos, como a mudança de pH, variação da temperatura, ou por incidência de
luz ultravioleta.
Há cinco anos, os cientistas do Nuquimhe têm
desenvolvido a síntese e estudo estrutural de “máquinas moleculares”
baseadas
As principais contribuições dos trabalhos feitos pelo
Nuquimhe são o estudo das interações
intermoleculares entre as moléculas do rotaxano, o desenvolvimento de novos eixos
moleculares que permitem a dissociação das unidades moleculares e novos eixos
moleculares com componentes formados por heterociclos.
Estas contribuições destacam o Nuquimhe como um
dos únicos grupos de pesquisa do Brasil que trabalha com foco na compreensão
da natureza das interações intermoleculares de rotaxanos em solução e no estado
sólido cristalino. A compreensão dessas interações permitirá o planejamento de
novas “máquinas moleculares” com respostas aos estímulos externos
para seu uso como transportadores moleculares,
sensores, sistemas de armazenamento, válvulas,
rotores, chips moleculares etc.
A compreensão dessas interações é de extrema
importância, pois permite ultrapassar um dos maiores desafios relacionados às
máquinas moleculares, que é o seu planejamento de acordo com as funções que
se deseja que elas executem. As “máquinas moleculares” podem atuar
como nanorrobôs que caçam e matam células cancerígenas ou monitoram a saúde de
órgãos vitais, e também como geradores e armazenadores de energia para computadores e
outros dispositivos eletrônicos. Portanto, esses avanços na área podem incidir,
em longo prazo, em uma perspectiva positiva com relação ao desenvolvimento nas
áreas de saúde e tecnologia. Vale ressaltar o fato de que os estudos sobre
nanotecnologias e sua imersão no cotidiano científico e humano possuem um longo
processo de formação.
Nas
últimas décadas, as invenções no ramo da nanotecnologia têm sido estudadas a
fundo por cientistas ao redor do mundo. Segundo os
pesquisadores do Nuquimhe, a atribuição do Prêmio Nobel de Química em 2016 para cientistas que atuam nesta área tem garantido nível máximo de inspiração e entusiasmo principalmente entre os
futuros cientistas, que perceberam o quanto os anos dedicados ao estudo da
ciência básica pode impactar na evolução da sociedade.