!["Mesmo quando depositado sobre uma superfície elástica, o borofeno mantém sua resistência, extensibilidade e todas as suas propriedades eletrônicas." [Imagem: Zhuhua Zhang/Rice University]](https://cdnsjengenhariae.nuneshost.com/wp-content/uploads/2024/05/010165240509-borofeno-ondas.jpeg "Borofeno supera grafeno, prometendo uma revolução nas tecnologias bioeletrônicas")
É improvável que o grafeno perca sua fama, mas a lista de materiais atomicamente finos é vasta, incluindo o fosforeno, estaneno, germaneno, siliceno e, mais recentemente, o oureno.
Um exemplo notável é o borofeno, uma camada extremamente fina do elemento boro, sintetizada pela primeira vez em 2015. Embora pouco conhecido do público em geral, o borofeno supera o grafeno em condutividade, espessura, leveza, resistência e flexibilidade.
Recentemente, pesquisadores da Universidade do Estado da Pensilvânia, nos EUA, liderados por Teresa Aditya, deram um passo significativo ao conferir quiralidade – ou lateralidade – ao borofeno. Esse avanço otimiza consideravelmente sua interação com o mundo biológico, abrindo caminho para sensores mais sofisticados, dispositivos médicos implantáveis e muito mais. O método inovador utilizado para induzir essa quiralidade no borofeno nunca havia sido explorado antes e permite interações únicas com diferentes componentes biológicos, como células e precursores de proteínas.
O professor Dipanjan Pan comentou: “Até onde sabemos, este é o primeiro estudo a investigar as interações biológicas do borofeno e a relatar a indução de quiralidade em suas estruturas. O borofeno é um material fascinante, com semelhanças ao carbono em termos de peso atômico e estrutura eletrônica, mas com propriedades ainda mais notáveis. A pesquisa está apenas começando a explorar suas possíveis aplicações.”
[Imagem: Teresa Aditya]
Quiralidade Inorgânica
A quiralidade, um conceito fundamental na natureza, descreve a simetria similar, mas não idêntica, como as mãos esquerda e direita, que não podem ser sobrepostas exatamente em suas imagens espelhadas. Nas moléculas, a quiralidade pode resultar em duas formas que não podem ser superpostas perfeitamente, criando assim duas versões distintas. Na vida, apenas uma dessas versões é utilizada.
Uma característica importante do borofeno é sua capacidade de assumir diferentes formas estruturais, conhecidas como polimorfismo, onde os átomos podem ser organizados em configurações diversas, proporcionando diferentes propriedades, similar ao modo como diferentes combinações de blocos de Lego podem criar objetos diversos.
Essa versatilidade permite ajustar as propriedades do borofeno conforme necessário, incluindo agora a quiralidade. Mais significativamente, isso possibilita modificar a interação do material com células e tecidos biológicos. “Nosso estudo demonstrou pela primeira vez que as várias estruturas polimórficas do borofeno interagem de maneira distinta com as células, e o modo como são internalizadas pelas células é exclusivamente determinado por suas estruturas,” explicou Pan.
Borofeno Quiral
Os pesquisadores conseguiram sintetizar plaquetas de borofeno, que se assemelham às células sanguíneas, usando a técnica de síntese em solução. Esse método envolve expor um pó de boro a fatores externos, como ondas sonoras de alta energia, em um líquido até que se formem as plaquetas desejadas.
“Produzimos o borofeno submetendo pós de boro a ondas sonoras de alta energia e, em seguida, misturamos essas plaquetas com diferentes aminoácidos em um líquido para conferir quiralidade,” explicou Pan. “Durante esse processo, notamos que os átomos de enxofre nos aminoácidos tinham uma maior afinidade com o borofeno do que os átomos de nitrogênio.”
As plaquetas de borofeno quiral foram então expostas a células de mamíferos em uma placa de cultura, revelando que sua quiralidade alterou a maneira como interagem com as membranas celulares e penetram nas células. Além disso, certos aminoácidos, como a cisteína, se ligaram ao borofeno em locais específicos, dependendo de sua quiralidade.
Essa descoberta pode ser aproveitada em diversas aplicações futuras, como o desenvolvimento de imagens médicas de alta resolução com contraste, capazes de monitorar com precisão as interações celulares, ou sistemas de entrega de medicamentos mais eficazes, com interações programadas entre material e célula. Compreender como o borofeno interage com as células e controlar essas interações poderia resultar em dispositivos médicos implantáveis mais seguros e eficientes.
Além disso, as propriedades únicas do borofeno, como seu controle magnético e eletrônico eficaz, ampliam suas possíveis aplicações na saúde, energia sustentável e muito mais. “Este estudo marca apenas o começo. Temos vários projetos em andamento para desenvolver biossensores, sistemas de administração de medicamentos e aplicações de imagem usando o borofeno,” concluiu Pan.
Achou útil essa informação? Compartilhe com seus amigos!
Deixe-nos a sua opinião aqui nos comentários.
