Fios moleculares desvendam bússola biológica de pássaros

Os fios moleculares apresentam uma condutividade elétrica que pode ser quase totalmente suprimida por um leve campo magnético, à temperatura ambiente.[Imagem: MESA+/TUE]

Nanofios e fios moleculares

A nanotecnologia trouxe osnanofios, que se mostraram capazes de criar uma nova geração de componentes eletrônicos, incluindo memórias quase eternas.

Contudo, já existem equipes trabalhando além dos limites da nanotecnologia, criando sub-nanofios.

E, claro, existem aqueles que lidam diretamente no nível molecular.

Uma equipe de pesquisadores holandeses acaba de criar fios moleculares unidimensionais "perfeitos" - sem defeitos estruturais e sem contaminações químicas.

Magnetorresistência

Se a nanotecnologia trouxe surpresas, com os materiais em nanoescala apresentando comportamentos totalmente diferentes desses mesmos materiais em larga escala, no reino molecular as coisas parecem acontecer de forma ainda mais inusitada.

Os fios moleculares, feito de moléculas tipicamente usadas em tintas, apresentam uma condutividade elétrica que pode ser quase totalmente suprimida por um leve campo magnético, à temperatura ambiente.

O mecanismo responsável por esse efeito pode explicar a bússola biológica que se acredita existir nos pássaros migratórios para que eles encontrem seu rumo no campo geomagnético, podendo ajudar nos estudos biológicos.

Mas a descoberta é realmente espetacular no campo da eletrônica, podendo levar à criação de novos sensores de campo magnético, para smartphones, por exemplo, ou de transistores moleculares controlados magneticamente.

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A mudança na resistência elétrica pela ação de um campo magnético é chamada magnetorresistência, e é muito importante na tecnologia, sendo usada, por exemplo, nas cabeças de leitura dos discos rígidos.

 

A zeólita serviu como molde para a formação de cadeias unidimensionais de moléculas altamente orientadas. [Imagem: MESA+/TUE]

Fios moleculares

Para criar os fios moleculares, Rabindra Mahato e seus colegas do Instituto de Tecnologia de Eindhoven usaram DXP, uma molécula orgânica que é um corante vermelho do mesmo tipo utilizado na famosa Ferrari Testarossa.

A fim de forçar as moléculas a formar cadeias unidimensionais de 30 a 100 nanômetros de comprimento, Mahato aplicou um truque inteligente: enfiou as moléculas em cristais de zeólita.

Zeólitas são minerais porosos, compostos de átomos de silício, alumínio e oxigênio, com canais que medem apenas 1 nanômetro de diâmetro, um pouco maior do que o diâmetro da molécula.

Isso permitiu aos pesquisadores criar cadeias de moléculas alinhadas dentro do canal, formando fios moleculares com exatamente uma molécula de largura.

Como eles estavam bem presos, ficou fácil medir sua condutividade elétrica.

Mas a surpresa maior veio quando os fios moleculares foram expostos a um campo magnético.

A condutividade elétrica no fio molecular é quase completamente interrompida por um campo magnético de poucos militeslas - um campo que você pode facilmente gerar com um ímã de geladeira.

Bibliografia:

Ultrahigh Magnetoresistance at Room Temperature in Molecular Wires
Rabindra Nath Mahato, H. Lulf, M. H. Siekman, S. P. Kersten, P. A. Bobbert, M. P. de Jong, L. De Cola, W. G. van der Wiel
Science
Vol.: 341 no. 6143 pp. 257-260
DOI: 10.1126/science.1237242