A força dos fótons está conosco: luz consegue acionar nanomáquinas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/12/2008

Circuito fotônico que usa a força da luz para mover objetos nanomecânicos (no detalhe).
[Imagem: Tang/Yale]

Pesquisadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, descobriram como domar a força dos fótons, as partículas elementares da luz, e utilizá-los para impulsionar máquinas. Mais especificamente, nanomáquinas.

Pesquisadores vêm tentando há muito tempo usar a força do vento solar para impulsionar naves espaciais. Mesmo sendo uma força tão pequena que é difícil medi-la, os cientistas acreditam que ela pode ser suficiente para impulsionar as naves no ambiente espacial, onde não existe o atrito da atmosfera.

Motor para nanomáquinas

Embora os problemas venham se acumulando nas tentativas de demonstrar o conceito no espaço, os cientistas agora mostraram de forma inequívoca que ele funciona muito bem em nanoescala, podendo ser utilizado para impulsionar nanomáquinas.

Unindo dois campos emergentes - a nanofotônica e a nanomecânica - a descoberta abre um caminho totalmente nova para a miniaturização de sistemas de processamento e transmissão de dados no interior dos chips de silício.

Máquinas movidas a luz

A energia da luz já é utilizada pelo homem de inúmeras formas, da simples iluminação de ambientes à transmissão de dados por meio das fibras ópticas.

A "força" da luz, contudo, consiste em um uso bem diferente, mais parecido com um "motor" capaz de impulsionar ou puxar um objeto.

"Nosso trabalho demonstra a vantagem de utilizar nano-objetos como 'alvos' para a força da luz - utilizando dispositivos que são bilhões de vezes menores do que uma vela solar, mais ou menos do tamanho dos atuais transistores," explica o professor Hong Tang.

Força da luz

A luz também já é utilizada para mover objetos microscópicos, nas chamadas pinças ópticas, que consistem na movimentação de partículas usando a luz para manipular o feixe de um raio laser.

"Quando os pesquisadores falam sobre forças ópticas, eles geralmente estão se referindo à pressão radiante que a luz exerce na direção de seu movimento," explica Tang. "A nova força que nós estudamos na verdade surge na lateral desse fluxo de luz.

O experimento demonstra um fato já previsto em várias teorias, mas que até hoje não havia sido comprovado experimentalmente. Os pesquisadores demonstraram que a luz concentrada pode exercer uma força significativa sobre um dispositivo em nanoescala - uma força suficiente para movimentar nanomáquinas construídas no interior de um chip de silício.

"Nós criamos centenas de dispositivos em um único chip e todos eles funcionaram," explica Tang. Mesmo assim, a tecnologia ainda está no campo dos protótipos. Serão necessários vários novos desenvolvimentos até que possamos ver seus primeiros usos práticos.

"Enquanto esse avanço nos trouxe um novo conceito de dispositivo e representa um gigantesco passo à frente, os próximos desenvolvimentos se concentrarão na melhoria dos aspectos mecânicos do sistema. Mas, decididamente, a força dos fótons está conosco," comemora Tang.

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