Trabalhar com organismos microscópicos ou células pode ser um grande desafio, já que é necessária uma alta precisão durante os processos de manipulação. Pensando nisso, pesquisadores do Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas (IQ-Unicamp) criaram uma espécie de cílios capaz de imitar funções biológicas, como direcionar fluidos em microcanais e carregar material para dentro de uma célula.

A pesquisa foi conduzida por Watson Loh e pela pós-doutoranda Aline Grein Iankovski e publicada no The Journal of Physical Chemistry C.. Uma das vantagens da técnica desenvolvida por eles é que não são necessários moldes para criar essas estruturas. Para produzi-las, os pesquisadores recobriram partículas de ferro (y-Fe2O3) com uma camada de material polimérico, que é capaz de se ligar às partículas e é responsivo à temperatura. Assim, eles conseguiram formar e controlar os cílios por meio da temperatura e campo magnético.

Em comunicado da Agência Fapesp, Loh explica que “em temperatura baixa, vinte e poucos graus, essa agregação não ocorre. E, sem o estímulo de um campo magnético, esses materiais se agregam formando apenas um coágulo. É o efeito do campo magnético que dá ao material agregado a forma alongada de um cílio”.

Ou seja, quando a mistura é aquecida, as nanopartículas se ligam e, ao serem expostas ao campo magnético, elas se organizam na forma de filamentos alongados. Iankovski explica que isso ocorre a uma temperatura menor que 37 graus Celsius e, portanto, é biologicamente compatível. Além disso, os cílios resultantes são extremamente flexíveis.

Em relação ao tamanho das nanoestruturas, ao aumentar a concentração das nanopartículas, os comprimentos podem variar de 10 a 100 mícrons (μm). Segundo Iankovski, essa é uma das principais vantagens de criar os cílios sem moldes. Além de simplificar a produção, já que não é preciso uma etapa adicional para fabricar os templates, a técnica permite ajustar as dimensões e densidade de recobrimento da estrutura facilmente, sem precisar criar um molde para cada tipo.

Mesmo quando o campo magnético é retirado, os cílios permanecem agregados por, no mínimo, 24 horas. De acordo com os pesquisadores, esse período pode variar dependendo da temperatura em que o material foi preparado — quanto mais elevada, mais intenso será o efeito e, consequentemente, maior será o tempo em que ele permanecerá agregado.

Sobre as aplicações, Iankovski diz que “os filamentos podem ser usados para homogeneizar e movimentar partículas em um microssistema fluido, em microcanais, simplesmente pela aproximação externa de um ímã. Dessa forma, é possível fazer com que eles direcionem um fluido, por exemplo”. Os cílios também podem ser utilizados em sensores em que as partículas respondem ao estímulo de uma molécula, ou para alimentar organismos vivos microscópicos.

Os cientistas já estão considerando os próximos passos do estudo. A ideia é acrescentar um aditivo químico a essas nanoestruturas para ligar as partículas quimicamente e, assim, aumentar a resistência dos cílios. Com isso, eles poderiam se manter funcionais por mais tempo longe do campo magnético. Mas isso ainda são planos futuros; por enquanto, os pesquisadores estão em busca de parcerias com instituições para explorar mais possibilidades de uso dos cílios.

[Agência Fapesp]