Tecnologia e Química: o futuro da computação quântica e robôs moleculares

Ao longo do tempo, a química se tornou uma ciência essencial para a vida moderna, introduzindo inovações que estão tão presentes em nosso dia a dia que nós nem damos conta de sua presença. Paralelamente, o desenvolvimento tecnológico possibilitou alcançar tais resultados em menor tempo e com melhor eficácia. Um exemplo está na computação quântica.

Os computadores tradicionais têm limitações para calcular propriedades de moléculas envolvendo mais do que hidrogênio e hélio. Pensando nessa dificuldade, a IBM apostou na computação quântica e realizou uma simulação de uma molécula de hidreto de berílio (BeH2). O resultado foi o maior teste bem-sucedido já concluído em um computador quântico.

Dessa forma, será possível que mais cálculos sejam realizados ao mesmo tempo, o que é útil para resolver sistemas complexos. A partir de um processador de sete qubits, foram modelados o comportamento de várias moléculas: gás hidrogênio (H2), hidreto de lítio (LiH) e hidreto de berílio (BeH2).

O químico teórico Donald Truhlar, da Universidade de Minnesota, ressaltou a descoberta em entrevista à Chemical & Engineering News: “Em computadores tradicionais, soluções exatas rapidamente se tornam inviáveis, mesmo para os dispositivos mais rápidos trabalhando durante toda a vida do universo”, disse.

Por isso, os pesquisadores esperam que computadores quânticos possam, no futuro, simular moléculas ainda maiores. Isso poderia ser útil na descoberta de novos medicamentos, por exemplo. Outra criação realizada pela união da química com a tecnologia são os robôs moleculares. Eles podem ser programados para mover cargas moleculares, usando um minúsculo braço robótico, ou para juntar essas cargas para formar novas moléculas e compostos químicos. Formado por apenas 150 átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, o nanorrobô individual é capaz de manipular uma única molécula de cada vez.

“Toda a matéria é composta de átomos e estes são os blocos de construção básicos que formam as moléculas. Nosso robô é literalmente um robô molecular construído de átomos, exatamente como você pode construir um robô muito simples de blocos Lego. O robô então responde a uma série de comandos simples que são programados com insumos químicos”, detalhou o professor David Leigh, da Universidade de Manchester (Reino Unido).

No futuro, esses robôs poderão ser utilizados para fins médicos, em processos avançados de fabricação química seletiva e até mesmo em linhas de montagem industriais.

“A robótica molecular representa o melhor da miniaturização das máquinas. Nosso objetivo é projetar e tornar as máquinas as mais pequenas possíveis. Este é apenas o começo, mas antecipamos que, dentro de 10 a 20 anos, os robôs moleculares começarão a ser usados para construir moléculas e materiais em linhas de montagem em fábricas moleculares”, prevê o professor Leigh.

 

* Confira o Informativo do CRQ-III para saber mais sobre este e outros assuntos