Fazer cubos de gelo é um processo simples: você pega uma bandeja de plástico com cubos de gelo, enche com água e coloca no congelador. Em pouco tempo, a água se cristaliza e se torna gelo.

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Se você fosse analisar a estrutura dos cristais de gelo, veria que as moléculas de água estão organizadas em estruturas de rede tridimensionais regulares. Na água, por outro lado, as moléculas não são organizadas, então a água flui.

Água vítrea

Conduzido por professores Raffaele Mezzenga e Ehud Landau, um grupo de físicos e químicos do ETH Zurique e da Universidade de Zurique ter encontrado uma forma invulgar para evitar que a água se formem cristais de gelo, de modo que, mesmo a temperaturas abaixo de conservas de congelação características amorfas a água vai continuar liquida.

Em um primeiro passo, os pesquisadores projetaram e sintetizaram uma nova classe de lipídios (moléculas de gordura) para criar uma nova forma de matéria biológica “mole” conhecida como mesofase lipídica. Nesse material, os lipídios se auto-montam espontaneamente e se agregam para formar membranas, comportando-se de maneira semelhante às moléculas de gordura natural. Essas membranas adotam um arranjo uniforme para formar uma rede de canais conectados que medem menos de um nanômetro de diâmetro.

Não há espaço para cristais de água

O que torna essa estrutura especial é que, ao contrário de uma bandeja de cubos de gelo, não há espaço nos canais estreitos para a água formar cristais de gelo, de modo que ela permanece desordenada mesmo em temperaturas abaixo de zero. Os lipídios também não congelam.

Usando hélio líquido, os investigadores foram capazes de arrefecer uma mesofase lípido consiste de um monoacilglicerol modificado quimicamente a uma temperatura tão baixa como menos 263 graus Celsius, o que é apenas 10 graus acima da temperatura do zero absoluto, e ainda os cristais de gelo são formados . A essa temperatura, a água tornou-se “vítrea”, como os pesquisadores conseguiram demonstrar e confirmar em uma simulação. Seu estudo sobre esse comportamento incomum de água quando limitado a uma mesofase lipídica foi publicado recentemente na revista Nature Nanotechnology.

“O fator chave é a proporção de lipídios e água”, explica o professor Raffaele Mezzenga, do Laboratório de Alimentos e Materiais Suaves da ETH Zurich. Consequentemente, é o teor de água na mistura que determina as temperaturas nas quais a geometria da mesofase muda. Se, por exemplo, a mistura contém 12 por cento de água por volume, a estrutura da mesofase mudará para menos 15 graus centígrados de um labirinto cúbico para uma estrutura laminar.

Material macio para pesquisa

Essas novas mesofases lipídicas servirão principalmente como uma ferramenta para outros pesquisadores. Eles podem ser usados ​​para isolar, preservar e estudar biomoléculas não destrutivamente grandes em um ambiente que imita a membrana, por exemplo, por microscopia eletrônica criogênica. Os biólogos estão cada vez mais recorrendo a esse método para determinar as estruturas e funções de grandes biomoléculas, como proteínas ou grandes complexos moleculares.

“No processo de congelação normal, quando os cristais de gelo são formados, geralmente danificar e destruir as membranas e grandes biomoléculas fundamental, o que impede-nos determinar a sua estrutura e função quando interagem com membranas lipídicas” diz Mezzenga.

Mas não com a nova mesofase, que não é destrutiva e mantém essas moléculas em seu estado original e na presença de outro elemento essencial da vida, ou seja, lipídios. “Nossa pesquisa está preparando o caminho para futuros projetos para determinar como as proteínas podem ser conservadas em sua forma original e interagir com membranas lipídicas a temperaturas muito baixas”, diz o professor da ETH.

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2 Comentários

  1. Gostaria que a cada material publicado,  fosse colocado a fonte da informação, pois sem isso a matéria perde credibilidade.  Ass.: Alysson.

  2. Gostaria que a cada material publicado,  fosse colocado a fonte da informação, pois sem isso a matéria perde credibilidade.  Ass.: Alysson.

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