Pesquisadores da Universidade do Texas em Austin identificaram os princípios fundamentais que regem o dobramento de estruturas de DNA origami. O avanço, publicado na revista Small, permite fabricar nanomateriais com maior rapidez e confiabilidade.
A equipe, liderada pelo professor Alex Marras, combinou técnicas de fluorescência em tempo real, microscopia eletrônica e modelagem teórica. O estudo analisou as forças energéticas que determinam a montagem correta das nanoestruturas, conforme reportagem do Phys.org.
Os doutorandos James Houston e Meysam Mohammadi Zerankeshi criaram o menor logotipo Longhorn já registrado, com cerca de 100 nanômetros de largura. A estrutura, milhares de vezes menor que a espessura de um fio de cabelo humano, demonstra a precisão alcançada com a nova abordagem.
Os pesquisadores descobriram que o dobramento depende de um equilíbrio entre interações favoráveis de ligação do DNA e custos energéticos desfavoráveis. A cooperatividade entre diferentes partes da estrutura também desempenha papel central no sucesso do processo.
Reduzir conexões inter-helicoidais no design aumenta o comportamento cooperativo e melhora os rendimentos de dobramento. Fortalecer ligações entre fitas mostrou-se menos eficaz, pois introduz penalidades entrópicas que dificultam a montagem.
A equipe demonstrou uma melhoria prática ao usar um processo de aquecimento e resfriamento mais curto, com duração de uma a duas horas. O método tradicional exigia vários dias, mas a nova abordagem aumentou os rendimentos de montagem em até 17%.
Os resultados fornecem uma estrutura mais clara para projetar nanoestruturas de DNA com maior eficiência. O avanço pode acelerar aplicações em medicina, eletrônica e ciência dos materiais, áreas onde o DNA origami já demonstrava potencial.
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