Fazendo com que células sintéticas mudem de forma, pesquisadores conseguiram fabricar um líquido que pode se mover por contra própria.
Sim, um líquido “automóvel” – ou semovente -, que se movimenta por conta própria, sem necessidade de bombas, de esforço humano ou da atração da gravidade – você pode colocá-lo sobre uma mesa plana e ele vai continuar fluindo.
Um líquido autopropelente tem muitas aplicações no mundo real, por exemplo, fazer com que líquidos fluam através de uma tubulação sem necessidade de bombeamento.
O material, inspirado na complexa série de processos que permitem às células biológicas mudarem de forma para se adaptar ao seu ambiente, foi sintetizado por Kun-Ta Wu, da Universidade Brandeis, nos EUA.
Máquina biomimética
As células conseguem mudar de forma porque os elementos básicos de sua estrutura – tubos cilíndricos ocos chamados microtúbulos – podem se autotransformar. Os microtúbulos crescem, encolhem, dobram e esticam, alterando a estrutura da célula inteira.
Kun-Ta extraiu esses microtúbulos do cérebro de uma vaca, colocou-os em uma solução aquosa e acrescentou dois outros tipos de moléculas encontradas nas células – a quinesina e a adenosina trifosfato (ATP).
Os microtúbulos se alinharam e uma molécula de quinesina se posicionou entre eles, conectando-os como um dormente entre os trilhos.
Usando o ATP como fonte de combustível, a quinesina começou a se mover. Sua parte superior foi numa direção e sua parte inferior na outra, o que fez com que os microtúbulos se afastassem um do outro, acabando por quebrar a estrutura.
Fluxo coerente
Ocorre que os microtúbulos não ficam flutuando livremente por muito tempo. Novas quinesinas surgem e amarram cada um a um novo parceiro.
Foi nesse processo de quebra e reajuntamento que as coisas ficaram interessantes.
À medida que os microtúbulos se juntavam e se separavam, emergiram redemoinhos no fluido. Ajustando a composição do material, Kun-Ta conseguiu então que os redemoinhos se movessem na mesma direção, criando um “fluxo coerente” que empurra não apenas as estruturas de microtúbulos e quinesinas, mas todo o líquido envolvente.
A equipe espera que essa máquina microscópica capaz de bombear fluido possa ser usada em biochips e microlaboratórios, que dependem da circulação de fluidos em microcanais. Futuramente, talvez seja possível reproduzir o mecanismo com estruturas mais resistentes, que possam então ser usadas para bombear outros fluidos em macroescala.
Bibliografia:
Transition from turbulent to coherent flows in confined three-dimensional active fluids
Kun-Ta Wu, Jean Bernard Hishamunda, Daniel T. N. Chen, Stephen J. DeCamp, Ya-Wen Chang, Alberto Fernández-Nieves, Seth Fraden, Zvonimir Dogic
Science
Vol.: 355, Issue 6331, eaal1979
DOI: 10.1126/science.aal1979
Autor: Inovação Tecnológica
