Biochip utiliza bolhas minúsculas como bits
Da redação
26/02/2007
Os cientistas estão tentando substituir os elétrons que fazem funcionar os chips atuais por spins dos elétrons, pelo comportamento quântico de nuvens de átomos e até por moléculas. Mas agora, cientistas do MIT, Estados Unidos, conseguiram construir um minúsculo chip apenas com pequenas bolhas na água.
A intenção não é substituir os microprocessadores dos computadores, mas a criação poderá revolucionar o campo dos microlaborátorios - também conhecidos como "lab-on-a-chip" ou simplesmente biochips.
O biochip feito com bolhas e com gotículas consegue processar informações da mesma forma que um chip tradicional, ao mesmo tempo em que conduz reações químicas. "A lógica das bolhas mistura química com computação, permitindo que um bit digital transporte uma carga química. Até agora, havia uma distinção clara entre os materiais em uma reação química e os mecanismo que a controlavam," explica Neil Gershenfeld.
Microfluídica
A microfluídica permite que os cientistas criem minúsculos chips onde nanolitros de fluidos fluem de uma parte a outra do chip, disparando reações químicas controladas em diversos pontos ao longo de seu trajeto ou em sua destinação final. Num futuro próximo, espera-se que eles substituam os tubos de ensaio e toda aquela vidraria comumente vista nos laboratórios.
O avanço dos biochips rumo à utilização em larga escala vem sendo contido devido à dificuldade de seu controle externo, o que exige microbombas e sistemas de válvulas difíceis de serem construídas em larga escala.
Mas agora os cientistas foram capazes de controlar os fluidos no interior dos canais do chip fazendo-os fluir na forma de minúsculas bolhas, mais ou menos do tamanho das gotículas de tinta que saem de uma impressora jato-de-tinta. "Agora você pode controlar o que está acontecendo no interior do biochip, projetando circuitos lógicos de bolhas que funcionam exatamente como seus equivalentes eletrônicos," explica Manu Prakash, outro membro da equipe que criou o microchip de bolhas.
Memória de bolhas
A principal aplicação dos biochips deverá ser mesmo no controle de reações químicas. Será possível criar sistemas microfluídicas em larga escala que funcionam como memórias químicas, armazenando milhares de reagentes em um chip, da mesma forma que os sistema de armazenamento de dados magnéticos dos computadores guardam bits de informação. Contadores poderão ser utilizados para liberar quantias exatas desses reagentes e circuitos lógicos os levarão até seus destinos específicos, onde ocorrerão as reações químicas desejadas.
Os cientistas projetaram seu biochip da mesma forma que um microprocessador tradicional. Só que, ao invés de utilizar voltagens altas e baixas para representar um bit de informação, eles utilizaram a presença ou a ausência de uma minúscula bolha. A experiência foi feita com bolhas de nitrogênio em água, mas qualquer outra combinação de materiais que não se misturem poderá funcionar da mesma forma, como óleo e água, por exemplo.
Utilizando sua lógica de bolhas, os cientistas conseguiram construir todos os elementos necessários para uma nova família lógica, incluindo portas, memórias, amplificadores e osciladores. A velocidade de operação do biochip é cerca de 1.000 vezes mais lenta do que um microprocessador eletrônico, mas é 100 vezes mais rápido do que os biochips que dependem de válvulas externas para funcionar.
Bibliografia:
Microfluidic Bubble Logic
Manu Prakash, Neil Gershenfeld
Science
9 February 2007
Vol.: Vol. 315. no. 5813, pp. 832 - 835
DOI: 10.1126/science.1136907
