Computadores: invertendo as coisas com Biotecnologia

Pesquisadores da Universidade de Leeds, no Reino Unido, podem ter descoberto o caminho para possibilitar a construção de computadores no futuro.

Atualmente todos os componentes eletrônicos de um computador são feitos em sistema top-down, ou seja, “pedaços” maiores de material (geralmente metais condutores ou cristais semicondutores) são cortados, moldados e manipulados até se conseguir os circuitos, que hoje em dia se encontram na escala de micro, ou seja, um milhão de vezes menor que o metro. Só que a tecnologia utilizada nesse tipo de processo um dia chegará numa fase de estagnação, pois circuitos em escalas menores (como o nano, um bilhão de vezes menor que o metro) não são possíveis de se produzir em sistema top-down. Segundo a pesquisadora que conduziu os estudos, “estamos rapidamente alcançando os limites da manufaturação eletrônica tradicional conforme os componentes de computador ficam menores. As máquinas que tradicionalmente usamos para fabricá-los são desajeitadas em escalas tão pequenas. A natureza nos dá a ferramenta perfeita para contornar esse problema”.

E qual é essa ferramenta? O método utilizado nesse caso foi a utilização de cristais de magnetita produzidos de maneira análoga ao que ocorre dentro de uma bactéria magnetotática. Seria uma espécie de sistema bottom-up onde o cristal literalmente “cresceria” ou se “formaria” onde você quisesse que ele se formasse, o que pode ser utilizado para uma infinidade de coisas, inclusive construção de componentes eletrônicos

Bactérias magnetotáticas são microorganismos aquáticos geralmente anaeróbios que utilizam um sistema magnético para sua localização espacial. Não chega a ser um GPS, elas apenas utilizam cristais de magnetita (um cristal composto de Ferro e Oxigênio) que são naturalmente magnéticos para se alinharem ao campo magnético terrestre e assim se localizarem nos pontos onde a concentração de oxigênio e nutrientes às agrada. E elas literalmente produzem esses cristais, fazendo eles crescerem dentro delas, com a ajuda de uma maquinaria enzimática própria.

O que os pesquisadores fizeram foi utilizar essa mesma maquinaria para fazer crescer magnetita onde eles quisessem (no caso, eles produziram um padrão quadriculado). Eles imobilizaram a enzima que “produzia” os cristais numa superfície produzindo esse padrão quadriculado e depois adicionaram uma solução onde havia Ferro e Oxigênio, e a enzima fez todo o trabalho duro.

O resultado final é esse da figura do artigo. Em cima dá pra ver bem o padrão formado e em baixo é um zoom dos cristais formados.

Além disso, o mesmo grupo está desenvolvendo métodos de fabricação de nanotúbulos contendo metais inseridos (como Ouro e Cobre), o que poderia ser utilizado como um nanofio para conduzir energia elétrica. Da mesma maneira como acima, seria um sistema bottom-up utilizando enzimas, ou seja, é um processo biotecnológico.

Abaixo dá pra ver bem o nanotubo formado, os pontinhos mais escuros são os metais (na figura a são Cádmio, e Zinco e na figura b é Ouro).

Graças à biotecnologia, seu computador não vai mais ficar obsoleto! Tá pronto pra comprar seu iBio?

Por Luiza Montenegro Mendonça.

Todas as figuras foram retiradas dos artigos abaixo ou da página da Universidade de Leeds.

Galloway, J., Bramble, J., Rawlings, A., Burnell, G., Evans, S., & Staniland, S. (2012). Biotemplated Magnetic Nanoparticle Arrays Small, 8 (2), 204-208 DOI: 10.1002/smll.201101627


Tanaka, M., Critchley, K., Matsunaga, T., Evans, S., & Staniland, S. (2012). Fabrication of Lipid Tubules with Embedded Quantum Dots by Membrane Tubulation Protein Small DOI: 10.1002/smll.201102446