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Dentro de um mês vai ser dada a largada para a menor corrida do mundo — tão pequena que vai ser preciso um microscópio eletrônico para acompanhar a prova

Máquinas minúsculas, de escala molecular, são um velho tema dos contos e filmes de ficção científica mas já estão virando realidade nos laboratórios. Como testar o funcionamento desses micromecanismos? Na França, dois cientistas propõem que  a melhor forma de testar a resistência e funcionalidade dessa nova tecnologia é fazer uma corrida, chamada de Nanocar Race.

A ideia da Nanocar Race nasceu em 2013. Durante a supervisão de uma pesquisa sobre nanomáquinas para uma publicação científica, Christian Joachim e Gwénaël Rapenne começaram a pensar num meio ao mesmo tempo prático e divertido de testar essa tecnologia emergente. Joachim, que será o diretor da prova, é pesquisador-sênior do CNRS, o centro nacional de pesquisa científica da França. Rapenne é professor de Química na Universidade de Toulouse III.

Assim como ocorre na Fórmula-1, montar uma escuderia não é fácil. Mesmo que os carros sejam um pequeno conjunto de moléculas, sua construção leva tanto tempo que a prova foi marcada para 28 de abril deste ano. Também não foi fácil escolher o local da prova e construir uma pista.

Embora um nanocircuito ocupe pouquíssimo espaço, era preciso usar um substrato capaz de acomodar diversos tipos de carros moleculares. Para isso, foi necessário adaptar um microscópio de tunelamento eletrônico situado em Toulouse, no sul da França. Para sediar a primeira prova de automobilismo molecular, telescópio recebeu quatro pontas, que vão permitir um grid de largada com quatro competidores.  A superfície da pista consiste em quatro faixas de ouro.

As escuderias tiveram desafios à parte. Elas precisaram construir e testar carrinhos minúsculos sob o microscópio além de cumprir exigências sobre a estrutura e a propulsão para garantir a participação do pequenino veículo na disputa. Dos nove times inscritos até o fim de maio do ano passado, seis foram selecionados e quatro vão participar da prova.

As regras da prova, que vai ser uma disputa de resistência e longa duração, são as seguintes:

  • duração máxima de 36 horas;
  • as equipes podem ter um carro reserva para uso em caso de acidente;
  • bater no carro adversário é proibido;
  • cada equipe tem direito à sua própria faixa de ouro;
  • cada equipe vai ter até seis horas para limpar sua respectiva faixa antes do início da prova;
  • não serão permitidas trocas das respectivas pontas do microscópio durante as 36 horas.

Como os carrinhos provavelmente serão puxados ou empurrados pelos impulsos elétricos minúsculos das pontas do microscópio, essa última regra equivale a uma proibição de trocar de motor durante a corrida. Quanto ao circuito, é um trajeto simples, de apenas 100 nanômetros, divididos da seguinte forma: reta de 20 nm + curva de 45º + reta de 30 nm + curva de 45º + reta final de 20 nm.

Além de se divertir, os pesquisadores de cada equipe devem adquirir novas habilidades técnicas, como coletar os dados da prova e controlar precisamente cada nanocarro. Na prática, a brincadeira pode levar a avanços em ramos da ciência dos materiais como a química de superfície (que permite montar estruturas átomo por átomo numa superfície) e ciência de membranas (que tenta controlar o movimento de uma única molécula num meio líquido).

Faltando um mês para o início da prova, alguns resultados já são bem práticos. Atualmente o microscópio eletrônico de Toulouse é o único do mundo que permite trabalhar com até quatro experimentos na mesma máquina. O desenvolvimento de novos microscópios multiponto, como esse, vai facilitar os estudos de cenários que envolvem a interação de várias substâncias, algo comum na Química Orgânica, por exemplo.

Marcada para os dias 28 e 29 de abril, a Nanocar Race não vai ser um evento a portas fechadas. Os fãs de automobilismo e nanotecnologia vão poder acompanhar a prova, ao vivo, no canal da Nanocar Race no Youtube, na página do Facebook ou no site nanocar-race.cnrs.fr.

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