Nano-antena amplia em 10 vezes a resolução de microscópios ópticos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/09/2005

A nanoantena tem o formato de uma gravata-borboleta.
[Imagem: Stanford University]

Um dos maiores desafios na área da nanotecnologia é a geração de imagens do material que está sendo estudado ou produzido. O "x" da questão é: como criar um microscópio que produza imagens de alta resolução dos objetos nanoscópicos que estão sendo estudados? Por exemplo, uma molécula típica de DNA tem apenas 3 nanômetros de largura - tão pequena que os contornos de sua superfície são obscurecidos pelas próprias ondas de luz, elas mesmas medindo centenas de nanômetros de comprimento.

Agora, pesquisadores da Universidade de Stanford, Estados Unidos, conseguiram melhorar consideravelmente a equivalência entre os nano-objetos e a luz, criando uma nanoantena em formato de gravata-borboleta, um equipamento capaz de comprimir as ondas de luz em um intenso feixe óptico de apenas 20 nanômetros de largura.

Esses "spots" em miniatura poderão um dia permitir que os cientistas produzam as primeiras imagens detalhadas de proteínas, moléculas de DNA e nano-objetos sintéticos, como os nanotubos de carbono.

"Um de nossos objetivos é construir um microscópio com as antenas nó-de-gravata que possa visualizar uma única molécula," diz o professor William Moerner, um dos pesquisadores da equipe que criou a nanoantena. Ele e seus colegas descreveram a minúscula antena em um artigo no jornal científico Physical Review Letters.

A nanoantena nó-de-gravata, como está sendo chamada por seus criadores, consiste de duas peças triangulares de ouro, cada uma com 75 nanômetros de comprimento, com as pontas viradas uma para a outra, no formato de uma gravata-borboleta em miniatura.

O equipamento funciona como uma antena para a recepção de ondas de rádio, mas, ao invés de amplificar esse tipo de onda, ela capta a energia de um feixe de luz na faixa do infravermelho próximo, com comprimento de onda de 830 nanômetros, e o comprime no espaço de 20 nanômetros que separa os dois triângulos de ouro. O resultado é um ponto de luz concentrada que é milhares de vezes mais intensa do que o feixe de luz original.

"O que você tem ao final é um ponto óptico muito pequeno, que pode ser utilizado para fazer imagens detalhadas de moléculas e outras nanopartículas," explica o Dr. Gordon Kino, outro membro da equipe. "Normalmente nós usamos lentes para focalizar a luz, mas não é possível definir detalhes nos objetos que sejam menores do que a metade do comprimento de onda da luz."

Como o menor comprimento de onda da luz visível mede 400 nanômetros, um microscópio convencional não consegue enxergar objetos menores do que 200 nanômetros. "Mas a antena nó-de-gravata produz um ponto óptico que tem 20 nanômetros de largura, logo, estamos melhorando a resolução por um fator de 10," acrescenta o Dr. Kino.