06/10/2016

Prêmio Nobel de Química de 2016: Nanomáquinas

	Foto do grupo do Sir James Fraser Stoddart na Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA) no ano de 2004, no qual fazia parte. Desde 2007 ele se encontra na Universidade Northwestern, Illinois, EUA.

O Prêmio Nobel de Química de 2016 foi concedido a três cientistas que dedicaram suas pesquisas ao planejamento, síntese e funcionamento de máquinas moleculares artificiais, as nanomáquinas. Os laureados são: Jean-Pierre Sauvage (Universidade de Estrasburgo, França), Sir James Fraser Stoddart (Universidade Northwestern, Estados Unidos) e Bernard L. Feringa (Universidade de Groningen, Holanda).

Uma máquina macroscópica é um aparelho constituído por diversos componentes  motor, pistão, válvula e engrenagem  que executa trabalho ao ser fornecida a ele energia. Uma nanomáquina pode conter os mesmos componentes que uma máquina macroscópica e também executar uma tarefa ao receber energia, contudo, suas dimensões são da ordem de um bilionésimo do metro (10-9 m). Inspirados pelas nanomáquinas naturais, como a F0F1-ATP sintase, que converte a energia da molécula adenosina trifosfato (ATP) em movimento rotacional com quase 100% de eficiência, os três laureados construíram nanoelevadores, nanopistões, nanoválvulas, nanomúsculos, nanomotores e nanocarros. Para a construção dessas nanomáquinas, eles desenvolveram novas estratégias de síntese empregando-se conceitos de auto-montagem, reconhecimento molecular, multivalência e cooperatividade. Por exemplo, Jean-Pierre Sauvage explorando processos de auto-montagem com metais de transição construiu músculos artificiais que se expandem e contraem de modo reversível. Sir James Fraser Stoddart utilizando processos de reconhecimento molecular e multivalência construiu nanoelevadores que se movimentam entre duas estações. Bernard L. Feringa se dedicou à fabricação de nanomotores que se movimentam em uma única direção de forma autônoma.

O arsenal de nanomáquinas desenvolvido pelos laureados pode atuar de forma programada para realizar tarefas inteligentes (impossíveis para seus congêneres macroscópicos) como liberação controlada de fármacos em órgãos específicos do corpo humano, sensores seletivos para uma única molécula, dispositivos de memória, motores moleculares catalíticos, etc.

Tive o privilégio de fazer parte do grupo do Sir James Fraser Stoddart como pós-doutoranda (financiada pela CAPES) entre 2003-2005 na Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA). Trabalhei na síntese de nanoelevadores, rotaxanos e dendrímeros. Utilizando os conceitos aprendidos em seu grupo construímos na Universidade Federal Fluminense, onde sou docente e pesquisadora, uma série de nanoválvulas programadas para liberarem fármacos com atividade anti-câncer somente quando detectassem células tumorais. Escrevi alguns trabalhos sobre Máquinas Moleculares Artificiais para divulgação do tema na Revista Virtual de Química (2009), Ciência Hoje (2011) e Química Hoje (2012). Seguem os links:

http://rvq.sbq.org.br/article/viewArticle/28

http://www.cienciahoje.org.br/revista/materia/id/534/n/nanomaquinas


Fonte:Profa. Célia M. Ronconi
Diretora da Divisão de Química de Materiais