Escala nanoscópica
A escala nanoscópica (ou nanoescala) geralmente se refere a estruturas com uma escala de comprimento aplicável à nanotecnologia, geralmente citada como 1-100 nanômetros.[1] Um nanômetro é um bilionésimo de um metro. A escala nanoscópica é (a grosso modo) um limite inferior da escala mesoscópica para a maioria dos sólidos.
Para fins técnicos, a escala nanoscópica é o tamanho no qual as flutuações nas propriedades médias (devido ao movimento e comportamento das partículas individuais) começam a ter um efeito significativo (muitas vezes alguns por cento) no comportamento de um sistema, e devem ser tidos em consideração na sua análise.[carece de fontes]
A escala nanoscópica às vezes é marcada como o ponto onde as propriedades de um material mudam; acima desse ponto, as propriedades de um material são causadas por efeitos de 'volume' ou 'volume', ou seja, quais átomos estão presentes, como eles estão ligados e em quais proporções. Abaixo deste ponto, as propriedades de um material mudam e, embora o tipo de átomos presentes e suas orientações relativas ainda sejam importantes, os 'efeitos da área de superfície' (também chamados de efeitos quânticos tornam-se mais aparentes — esses efeitos são devidos à geometria do material (quão espesso ele é, quão largo é, etc.), o que, nessas dimensões baixas, pode ter um efeito drástico nos estados quantizados e, portanto, nas propriedades de um material.
Em 8 de outubro de 2014, o Prêmio Nobel de Química foi concedido a Eric Betzig, William Moerner e Stefan Hell pelo "desenvolvimento da microscopia de fluorescência super-resolvida", que traz a "microscopia óptica para a nanodimensão".[2][3][4]
Máquinas em nanoescala editar
As máquinas moleculares em nanoescala mais complexas são proteínas encontradas dentro das células, geralmente na forma de complexos multiproteicos.[5] Algumas máquinas biológicas são proteínas motoras, como a miosina, que é responsável pela contração muscular; a cinesina, que move a carga dentro das células para longe do núcleo ao longo dos microtúbulos, e a dineína, que move a carga dentro das células em direção ao núcleo e produz o batimento axonemal de cílios móveis e flagelos. "Na verdade, [o cílio móvel] é uma nanomáquina composta de talvez mais de seiscentas proteínas em complexos moleculares, muitos dos quais também funcionam independentemente como nanomáquinas".[6] "Ligantes flexíveis permitem que os domínios proteicos móveis conectados por eles para recrutar os seus parceiros de ligação e induzir uma alosteria de longo alcance via dinâmica de domínio de proteína".[6] Outras máquinas biológicas são responsáveis pela produção de energia, por exemplo ATP sintase, que aproveita a energia de gradientes de prótons através das membranas para conduzir um movimento semelhante a uma turbina usado para sintetizar ATP, a moeda de energia de uma célula.[7] Ainda outras máquinas são responsáveis pela expressão gênica, incluindo ADN polimerases para replicar DNA, ARN-polimerases para produzir mRNA, o spliceossomo para remover íntrons e o ribossomo para sintetizar proteínas. Essas máquinas e sua dinâmica em nanoescala são muito mais complexas do que qualquer máquina molecular que já tenha sido construída artificialmente.[8]
Referências
- ↑ Hornyak, Gabor L. (2009). Fundamentals of Nanotechnology. Boca Raton, Florida: Taylor & Francis Group
- ↑ Ritter, Karl; Rising, Malin (8 de outubro de 2014). «2 Americans, 1 German win chemistry Nobel». AP News. Consultado em 8 de outubro de 2014
- ↑ Chang, Kenneth (8 de outubro de 2014). «2 Americans and a German Are Awarded Nobel Prize in Chemistry». New York Times. Consultado em 8 de outubro de 2014
- ↑ Rincon, Paul (8 de outubro de 2014). «Microscope work wins Nobel Prize in Chemistry». BBC News. Consultado em 3 de novembro de 2014
- ↑ Donald, Voet (2011). Biochemistry. Voet, Judith G. 4th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN 9780470570951. OCLC 690489261
- ↑ a b Satir, Peter; Søren T. Christensen (26 de março de 2008). «Structure and function of mammalian cilia». Histochemistry and Cell Biology. 129 (6): 687–93. PMC 2386530
. PMID 18365235. doi:10.1007/s00418-008-0416-9. 1432-119X
- ↑ Kinbara, Kazushi; Aida, Takuzo (1 de abril de 2005). «Toward Intelligent Molecular Machines: Directed Motions of Biological and Artificial Molecules and Assemblies». Chemical Reviews. 105 (4): 1377–1400. ISSN 0009-2665. PMID 15826015. doi:10.1021/cr030071r
- ↑ Bu Z, Callaway DJ (2011). «Proteins MOVE! Protein dynamics and long-range allostery in cell signaling». Protein Structure and Diseases. Col: Advances in Protein Chemistry and Structural Biology. 83. [S.l.: s.n.] pp. 163–221. ISBN 9780123812629. PMID 21570668. doi:10.1016/B978-0-12-381262-9.00005-7
