A luz remodela minúsculas partículas de polímero em laboratório

Basta iluminar com luz ultravioleta uma partícula de polímero com alguns micrómetros de largura para que ela mude de forma. Investigadores da Universidade de Ehime acompanharam agora essa mudança desde uma única molécula até à partícula inteira. O seu estudo, publicado na Macromolecules, mostra que um evento à escala molecular se amplifica numa deformação visível de partículas com vários a dezenas de micrómetros de dimensão.

O azobenzeno é a molécula no centro do trabalho. Muda de forma reversivelmente sob luz ultravioleta e visível, razão pela qual é usada há anos em materiais sensíveis à luz. A maior parte dos estudos sobre a sua deformação incidiu sobre filmes e materiais maciços. O que acontece no interior de partículas microscópicas era mal compreendido, e o percurso estrutural desde uma inversão molecular até uma mudança na forma da partícula continuava por esclarecer.

A equipa, liderada por Tomomichi Itoh, resolveu o problema ao construir unidades de azobenzeno diretamente na cadeia principal do polímero, o esqueleto que mantém a molécula unida. Cada unidade passa da forma trans à forma cis sob a luz, o que altera a forma da cadeia a que pertence. O efeito propaga-se depois para cima: as cadeias de polímero reorganizam-se, a organização interna da partícula reorganiza-se e a partícula acaba por deformar-se. Os investigadores descrevem isto como uma sequência de níveis estruturais ligados, da fotoisomerização à deformação da micropartícula, e não como um efeito único.

Por enquanto, o ganho é sobretudo um método. Os projetistas de micropartículas sensíveis à luz dispõem agora de um percurso documentado que liga o design molecular à forma da partícula, e os autores indicam as micromáquinas acionadas pela luz e as micropartículas funcionais como aplicações possíveis. Não é relatado nenhum protótipo, e os investigadores não apresentam qualquer calendário para um. Quem quiser construir tais dispositivos terá ainda de demonstrar que a deformação pode ser controlada e repetida num sistema em funcionamento.

Os relatos deixam também lacunas. Não apresentam valores para a força ou a velocidade da deformação, e as partículas foram estudadas em laboratório, e não em nenhum contexto real. O que o trabalho estabelece é o próprio mecanismo: uma pequena mudança reversível numa molécula pode remodelar uma partícula muitas vezes maior, e a cadeia de passos intermédios pode agora ser seguida.