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O que são máquinas moleculares? De acordo com o professor Li Zhanting, do Departamento de Química da Universidade Fudan, em termos simples, máquinas moleculares são estruturas que, em nível molecular, utilizam uma ou várias moléculas, por meio do seu movimento, para fazer com que uma máquina macroscópica se mova. Li Zhanting explicou que o orientador do primeiro vencedor, o professor Jean-Pierre Sauvage, ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1987 por “química ultramolecular”. A contribuição do professor Jean-Pierre Sauvage nesta área foi ser o primeiro a trabalhar no desenvolvimento de máquinas moleculares. Em 1983, ele conseguiu criar estruturas supramoleculares por meio de interações de coordenação, conectando com sucesso duas moléculas circulares e formando assim uma cadeia. Para que uma máquina possa realizar tarefas, é necessário que seus componentes tenham a capacidade de se moverem em relação uns aos outros. Essas duas moléculas em formato circular, que se encaixam uma na outra, atendem perfeitamente a esse requisito. Tian He, professor no Instituto de Química e Engenharia Molecular da Universidade de Ciências e Tecnologia do Leste da China e membro da Academia Chinesa de Ciências, explicou que, em 1991, o químico americano Stoddart foi o primeiro a propor o conceito de “carrinho molecular”. Trata-se de um anel molecular grande – um rotaxano – que é colocado ao redor de uma molécula em forma de bastão rígido; esse anel molecular pode se deslocar para frente e para trás ao longo do bastão molecular. “Após receber energia, os vários módulos da máquina molecular realizam movimentos relativos, assim como as máquinas que conhecemos. O terceiro vencedor, o professor Bernard L. Feringa, foi a primeira pessoa a desenvolver motores moleculares, realizando trabalhos inovadores no campo dos motores moleculares controlados pela luz. Tian He explicou que o que Ferlinga sintetizou são “motores moleculares”. Eles possuem uma base fixa, e as moléculas localizadas na parte superior dessa base conseguem girar 360 graus, de maneira semelhante aos motores mecânicos do mundo macroscópico. Em 1999, ele desenvolveu pás de rotação molecular. Usando um motor molecular, ele conseguiu fazer com que um copo de vidro, 10 mil vezes maior que o motor, girasse com sucesso. “Os três cientistas que receberam o Prêmio Nobel de Química este ano desenvolveram três máquinas moleculares, cada uma com um estado diferente. Seu trabalho pioneiro fez com que a humanidade percebesse que é possível usar moléculas como materiais para projetar e construir máquinas no mundo microscópico. ”Disse Tian He. Qual é o significado e o valor de aplicação das máquinas moleculares? Qual é a importância e as aplicações das máquinas moleculares? Tian He disse que muitas das atividades que ocorrem dentro dos organismos vivos dependem, na verdade, do funcionamento de máquinas moleculares. Cientistas estudam atividades vitais como a divisão celular, a replicação do DNA, o transporte de substâncias e a contração muscular. Ao analisar esses processos em nível molecular, descobrem que todos eles são resultado do funcionamento de inúmeras “máquinas moleculares”. Portanto, os químicos podem colaborar com os cientistas da vida para simular diversos fenômenos biológicos por meio do projeto e síntese de máquinas moleculares. Máquinas moleculares também podem ser usadas para armazenar informações, criando “computadores moleculares” incríveis. Em 2007, Stodart liderou uma equipe que desenvolveu um chip molecular capaz de armazenar informações com densidade extremamente alta. A densidade de armazenamento desse chip chegou ao mesmo nível dos chips baseados em silício em 2020. Qu Duohui, professor do Instituto de Engenharia Química e Molecular da Universidade de Ciência e Tecnologia do Leste da China, explicou que a densidade de armazenamento de informações em chips à base de silício segue a Lei de Moore (ou seja, mantendo-se o preço constante, o número de componentes que podem ser integrados em um circuito e seu desempenho aumentam em 1 vez a cada 18–24 meses). No entanto, essa lei encontra limitações no seu desenvolvimento. Já os chips moleculares permitem o armazenamento de informações em escala molecular, portanto não seguem a Lei de Moore. Assim, eles conseguem superar significativamente os chips à base de silício em termos de densidade de armazenamento. O comitê responsável pela seleção do Prêmio Nobel afirmou que, atualmente, as máquinas moleculares ainda estão em fase conceitual. Embora não haja aplicações práticas para essas máquinas no momento, como elas poderão mudar a vida das pessoas no futuro? Segundo relatos, espera-se que seja utilizado em diversas áreas, como detecção mais precisa de doenças, entrega de medicamentos, armazenamento de informações em alta densidade, armazenamento de energia, novos materiais e sensores. As possibilidades de aplicação são ilimitadas