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Engenheiros criam um novo material que se comporta como uma forma de vida

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Um grupo de cientistas da Universidade de Cornell criou um material natural alimentado por metabolismo artificial. Não se engane, estamos falando de máquinas, não de organismos vivos, como um dos pesquisadores, Prof. Dan Luo, da Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida de Cornell, explica ao Cornell Chronicle:

"Estamos introduzindo um conceito de material totalmente novo em folha movido por seu próprio metabolismo artificial. Não estamos fazendo algo que está vivo, mas estamos criando materiais que são muito mais realistas do que nunca."

TRAÇO

Embora o DNA seja um material genético, também é um polímero que pode ser transformado e ajustado. Isso é o que os cientistas fizeram, usando material de Montagem e Síntese Hierárquica (DASH) baseado em DNA para obter um certo material de DNA artificial com capacidades naturais.

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Em um artigo publicado emCiência Robótica no início deste mês, eles dão todos os detalhes desse salto gigante para a engenharia. As máquinas naturais, como o nome sugere, devem imitar a vida ou o comportamento dos organismos vivos. Todos os organismos vivos são sistemas bem projetados de autossustentabilidade. Isso acontece por meio da biossíntese e da biodegradação, da formação de novas células e da decomposição das antigas.

Criação de máquinas dinâmicas a partir de biomoléculas

O grupo de cientistas da Cornell criou um biomaterial em nanoescala (a sequência de bases é extremamente pequena, 55 sementes de nucleotídeos) que pode emergir autonomamente em polímeros e até mesmo em formas de mesoescala. As moléculas de DNA foram multiplicadas muitas e muitas vezes e, eventualmente, alcançaram alguns milímetros de tamanho.

Depois disso, um líquido especial foi injetado em um dispositivo microfluídico que fornece energia e blocos de construção essenciais para a biossíntese. Com a ajuda dessa solução, o DNA sintetizou novos fios. A extremidade dianteira do material cresceu, enquanto a cauda se degradou.

É fácil imaginar essa locomoção básica se você pensar na maneira como os bolores se movem.

Corrida no laboratório de bioengenharia e além

A já mencionada capacidade locomotiva das bio-máquinas permitiu aos cientistas competir entre si, semelhante a dois moldes competindo para terminar o brócolis em sua geladeira.

"Mesmo a partir de um design simples, fomos capazes de criar comportamentos sofisticados, como corrida. O metabolismo artificial pode abrir uma nova fronteira na robótica", disse Shogo Hamada, palestrante e pesquisador associado da Cornell. "Os designs ainda são primitivos, mas mostraram uma nova rota para criar máquinas dinâmicas a partir de biomoléculas. Estamos na primeira etapa da construção de robôs realistas por meio do metabolismo artificial."

Os pesquisadores agora estão trabalhando na programação do material para que ele seja capaz de reconhecer diferentes estímulos e, mais ainda, querem que ele seja capaz de diferenciar coisas diferentes de forma autônoma. Imagine uma máquina programada como um organismo que está se construindo e é capaz de evitar danos enquanto busca as coisas de que precisa, como comida.

Esses objetivos podem parecer futurísticos, mas o professor Luo está otimista quando aponta que a inovação chave por trás de tudo isso é o metabolismo programado da máquina, após o qual a máquina pode muito bem partir daqui.

"Tudo, desde sua capacidade de se mover e competir, todos esses processos são independentes. Não há interferência externa", disse Luo.


Assista o vídeo: Voz da Experiência #02 - Engenharia de Produção (Pode 2022).