.
Pesquisadores desenvolveram princípios e tecnologias de dispositivos nanofluídicos para manipular livremente nanomateriais, biomateriais e moléculas no nível de uma única molécula usando tecnologias fundamentais como processamento nanofluídico, integração funcional e controle e medição de fluidos, que foram pioneiros na maneira de integrar vários campos sob nanofluídica. Para elucidar a dinâmica de moléculas únicas de reações químicas em solução, usando seus dispositivos nanofluídicos exclusivos, eles delinearam como se propõem a resolver problemas como a manipulação precisa de pequenas moléculas em solução e como investigar reações extremamente rápidas, que levam apenas de nano a picossegundos.
Em uma reação química, moléculas de diferentes substâncias se encontram para formar novas moléculas, causando mudanças nas ligações de seus átomos. As moléculas colidem a uma distância extremamente próxima – um nanômetro ou menos – em um período de tempo extremamente curto. Isso dificulta a investigação dos detalhes das reações químicas na escala molecular. A maior parte do conhecimento experimental, usado para explicar a dinâmica de reações de moléculas individuais, foi obtido estudando reações em gases. No entanto, a esmagadora maioria das reações químicas ocorre em líquidos, portanto, elucidar a dinâmica da reação de uma única molécula em solução é um desafio importante, com muito poucas ferramentas experimentais.
Um dispositivo nanofluídico – alguns centímetros quadrados de placa de vidro com canais nanofluídicos de tamanho nanométrico esculpidos nele – fornece um ambiente semelhante a um tubo de ensaio para confinar moléculas individuais. Mas os dispositivos nanofluídicos têm potencial para serem usados em combinação com vários instrumentos analíticos existentes com alta resolução temporal, para investigar reações de moléculas únicas extremamente rápidas.
Os autores da revisão, Professor Associado Yan Xu e Dr. Nattapong Chantipmanee, da Escola de Engenharia da Universidade Metropolitana de Osaka, criaram princípios e tecnologias para manipular livremente nanomateriais, biomateriais e moléculas no nível de uma única molécula. As metodologias abordadas por sua revisão usam tecnologias fundamentais, como processamento nanofluídico, integração funcional e controle e medição de fluidos, sendo pioneira na forma de integrar vários campos usando nanofluídica. Além disso, para elucidar a dinâmica de moléculas únicas de reações em solução usando seus dispositivos nanofluídicos exclusivos, eles estão trabalhando para resolver problemas como manipular com precisão pequenas moléculas em solução e como medir sua velocidade extremamente rápida — de nano a picossegundos — reações.
Os pesquisadores publicaram seu artigo de revisão sobre dinâmica de reação de molécula única em solução pioneira por dispositivos nanofluídicos, na edição de janeiro de 2023 da TrAC Tendências em Química Analítica. Como pioneiros neste novo campo, a revisão fornece uma visão panorâmica, incluindo a vanguarda da pesquisa e desenvolvimento, desafios futuros e onde essas novas descobertas podem levar.
“Os dispositivos nanofluídicos têm o potencial de se tornar uma ferramenta experimental fantástica para elucidar a dinâmica das reações de solução. Espero que este artigo encoraje mais pesquisadores a se juntarem a este campo de pesquisa em desenvolvimento”, disse o professor Xu.
.
