Provavelmente você já viu diversos usos das frequências sônicas na medicina nas últimas décadas. A tecnologia foi utilizada pela primeira vez em 1942 para gerar imagens clínicas e em 1980 para reações químicas (utilizando baixas frequências). Agora, pesquisadores da Universidade RMIT, em Melbourne, Austrália, mostraram como o ultrassom pode revolucionar o campo da química. Um artigo publicado na Advanced Science mostra os resultados da pesquisa onde é possível conferir as reações de materiais e células ao serem atingidos pelas ondas de som.

Confira o tweet abaixo publicado pelo perfil de pesquisa da Universidade RMIT:

Na publicação sobre a utilização do ultrassom, os pesquisadores detalham diversas aplicações interessantes como:

  • Entrega de medicamentos aos pulmões: tecnologia de nebulização patenteada que pode entregar medicamentos e vacinas por inalação ao invés de injeções;
  • Nanopartículas de proteção de medicamentos: encapsula medicamentos em nano-revestimentos especiais para protegê-los da deterioração, além de controlar a sua liberação ao longo do tempo e garantir que os compostos atinjam com precisão os lugares certos no corpo, como tumores ou infecções;
  • Materiais inteligentes inovadores: produção sustentável de nanomateriais super-porosos que podem ser usados ​​para armazenar, separar, liberar e proteger quase tudo;
  • Materiais de nanofabricação 2-D: esfoliação precisa, econômica e rápida de pontos finos e nanofolhas;

O responsável pelo projeto de pesquisa, Leslie Yeo, e sua equipe analisaram a forma como as ondas sonoras interagem quando estão em frequências acima de 10MHz utilizando diversos tipos de materiais.

Professor Leslie Yeo, chefe do Laboratório de Pesquisa Microfísica e Nanofísica da Universidade RMIT. Fonte: RMIT University
Professor Leslie Yeo, chefe do Laboratório de Pesquisa Microfísica e Nanofísica da Universidade RMIT. Fonte: RMIT University

Embora o objetivo do estudo pretendesse descobrir os efeitos do som sobre os materiais, Leslie diz que só agora está começando a entender os fenômenos que ocorrem quando realizam os testes no laboratório. O cientista diz:

"Quando acoplamos ondas sonoras de alta frequência em fluidos, materiais e células, os efeitos são extraordinários. Aproveitamos o poder dessas ondas sonoras para desenvolver tecnologias biomédicas inovadoras e para sintetizar materiais avançados. Mas nossas descobertas também mudaram nossa compreensão fundamental da química impulsionada pelo ultrassom - e revelaram o quão pouco realmente sabemos. Tentar explicar a ciência do que vemos e então aplicar isso para resolver problemas práticos é um grande e emocionante desafio."

Ultrassom: como a química é afetada pelo poder do som

A equipe de cientistas do RMIT, composta pelos pesquisadores Dr. Amgad Rezk, Dr. Heba Ahmed e Dr. Shwathy Ramesan, além de Leslie Yeo, utiliza o ultrassom através de um microchip para manipular com precisão fluidos e outros materiais. O campo de estudo responsável pelo estudo de baixas do ultrassom (em torno de 10Khz a 3MHz) para realizar reações químicas chama-se "sonoquímica". Ao utilizar as ondas sonoras através de métodos já conhecidos, normalmente resulta em grandes pressões e altas temperaturas, porém ao aumentar a frequência, as reações mudam completamente, como o estudo mostra.

O pó azul, conhecido como MOF (metal-organic framework), foi criado acusticamente através do microchip que produz e direciona um ultrassom acima de 10MHz em materiais. Crédito: RMIT University
O "pó azul", conhecido como MOF (metal-organic framework), foi criado acusticamente através do microchip que produz e direciona um ultrassom acima de 10MHz em materiais. Fonte: RMIT University
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Ao gerar ondas de ultrassom acima de 10MHz e direcioná-las para diversos materiais e células, os pesquisadores notaram um comportamento que nunca haviam presenciado antes. Leslie diz:

"Vimos moléculas auto-ordenadas que parecem se orientar no cristal ao longo da direção das ondas sonoras. Os comprimentos de onda do som envolvidos podem ser mais de 100.000 vezes maiores do que uma molécula individual, então é incrivelmente intrigante como algo tão pequeno pode ser manipulado com precisão com algo tão grande."

Ampliando e ultrapassando limites

O próximo desafio da equipe de pesquisadores do RMIT é ampliar a tecnologia. O custo do dispositivo é de apenas US$0,70 e os microchips geradores de ultrassom podem ser produzidos utilizando processos de fabricação padrão, ja utilizado na fabricação em massa de chips de silício para computadores. Leslie diz:

"Isso abre a possibilidade de produzir quantidades industriais de materiais com estas som das ondas através de maciças milhares, utilizando paralelização de nossos chips simultaneamente."

Os cientistas do Micro/Nanophysics Research Laboratory (Laboratório de Pesquisa Microfísica e Nanofísica) da escola de engenharia da RMIT, é um dos poucos grupos conhecidos de pesquisa que se dedica ao estudo do ultrassom em fluidos e outros materiais.

Para acessar o artigo completo do estudo, acesse aqui.