Equipamento simples produz material para nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/10/2003

Cientistas da Universidade da Carolina do Norte (Estados Unidos) utilizaram um elastômero de sílica, em conjunto com um dispositivo mecânico simples de estiramento, para construir gradientes moleculares bidimensionais. Esses gradientes são elementos-chave para uso em várias aplicações da nanotecnologia. O trabalho é capa da revista Advanced Materials.

Configurar as características superficiais de materiais tornou-se foco de interesse em vários campos da ciência e da tecnologia. Enquanto a maioria das aplicações envolve superfícies que são quimicamente homogêneas, a nanotecnologia exige, em várias ocasiões, superfícies que contenham duas ou mais regiões quimicamente heterogêneas. Estas estruturas heterogêneas podem ser utilizadas como ferramentas para separações químicas, substratos para absorção seletiva e moldes para litografia e outras tecnologias de micro-fabricação.

"Vários estudos já mostraram que estas estruturas oferecem uma geometria única para testar interações células/substrato, comportamento de fases em películas, incluindo aquelas feitas de polímeros, e movimento dirigido de líquidos. Pesquisas recentes também demonstraram que substratos em gradiente são úteis na construções de padrões moleculares e na exploração de características de materiais utilizando enfoques mutáveis," afirmou Jan Genzer, um dos autores do artigo.

Os cientistas utilizaram uma nova técnica de raios-X síncroton, técnica esta que responde pelo complicado nome de estrutura combinatória fina de absorção próxima à fronteira dos raios-X, ou NEXAFS. Esta técnica é do tipo não-invasivo, não danificando as amostras, dispensando preparações prévias demoradas e trabalhando também com materiais não transparentes.

O gradiente molecular bidimensional é produzido distendendo-se uma camada plástica de polidimetilsiloxane (PDMS) por meio de um aparato simples do tipo rosca-sem-fim. O plástico tem inicialmente um formato parecido com um osso, com as extremidadas de maior diâmetro do que o centro. Desta forma, quando o material é esticado, ele se dilata em cerca de 40 por cento, formando um gradiente ao longo da superfície. O plástico assimetricamente distribuído é então submetido a um tratamento com ozônio ultravioleta, que o sensibiliza, tornando-o atrativo a uma camada de organosilano gasoso aspergido sobre toda a superfície.

Após esse tratamento, o parafuso é solto, deixando que o PDMS retorne ao seu formato original. Isto compacta a camada de organosilano, sendo que a compactação é maior na área que sofreu a maior tensão quando o plástico foi esticado. O resultado é o gradiente bidimensional.