Moléculas acionadas pela luz imitam olho sobre uma placa de metal
[Imagem: Paul Weiss/Penn State]
A visão humana é baseada em moléculas que têm seu formato alterado, de forma reversível, pela incidência da luz. Agora, pela primeira vez, cientistas conseguiram replicar esse padrão de funcionamento sobre superfícies metálicas.
Como a configuração das moléculas orgânicas, montadas sobre o metal, pode ser controlada sem contato direto e é reversível - exatamente como no olho humano - esta técnica poderá ser a base de novos motores moleculares, músculos artificiais, componentes de eletrônica molecular e, certamente, novos sistemas de visão artificial simples mas superminiaturizados.
As moléculas orgânicas sensíveis à luz podem ser alteradas entre duas configurações diferentes apenas fazendo-se incidir sobre elas um feixe de luz de diferentes cores, formando exatamente o que se pode chamar de uma chave molecular.
Isso sempre aconteceu quando essas moléculas estão em solução mas, até agora, não se conhecia uma forma de ligá-las a metais sem imobilizá-las.
A equipe do Dr. Paul S. Weiss resolveu este problema ligando as moléculas ao metal por meio de um "cabo" que impede que elas interfiram entre si e com as moléculas do metal, as duas principais razões da perda de sua capacidade de movimentação.
"Nós isolamos as moléculas na matriz sobre uma monocamada automontada e confirmamos esse isolamento utilizando um microscópio de tunelamento com resolução molecular," explica o Dr. Weiss.
Foram utilizadas moléculas de azobenzeno, que consistem de uma ponte entre dois átomos de nitrogênio duplamente ligados entre si e cada um deles ligado a um anel de benzeno. Os dois anéis de benzeno podem estar do mesmo lado da molécula (configuração cis) ou de lados opostos (configuração trans).
Quando a luz incide sobre a molécula, ela absorve energia, passando da configuração cis para a trans, em um processo chamado fotoisomerização. "Este mecanismo é essencialmente o mesmo que nós usamos em nossos olhos para enxergarmos. A molécula responde à luz por uma alteração que pode ser explorada. No olho, a alteração causa um impulso neural," diz o Dr. Weiss.
Dispositivos práticos
O cientista destaca que a pesquisa é apenas o primeiro passo rumo ao projeto de dispositivos práticos que possam tirar proveito do fenômeno. Agora será necessário coordenar o movimento das múltiplas moléculas montadas sobre o metal para a construção de estruturas com partes móveis perfeitamente sob controle.