Sensor nano-optomecânico é conectado por fios de luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/06/2009

Imagem gerada por microscopia eletrônica do sensor multiplex (no alto). Embaixo a simulação das ondas de luz viajando sobre a superfície das nanoestruturas.
[Imagem: Li, Pernice,Tang / Yale]

Eles se parecem com um xilofone, mas na verdade são alguns dos sensores mais precisos já fabricados pelas modernas técnicas da nanotecnologia. Cada uma das extremidades é capaz de detectar massas equivalentes a um centésimo milésimo do peso de um átomo.

Estes sensores "multiplex" foram construídos a partir de um único nanofio, esculpido para criar 10 extremidades de tamanhos variáveis. Ao serem tocados pela partícula que se deseja medir, cada uma das nanobalanças produz um "tom" específico, permitindo múltiplas medições simultâneas.

Nanoferramentas

Criados pela equipe do Dr. Hong Tang, da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, os nanossensores são o melhor exemplo das nanoferramentas que os cientistas estão precisando criar para explorar o reino dos átomos e das moléculas individuais.

Para explorar moléculas que se montam sozinhas para formar estruturas maiores, medir minúsculas quantidades de massa e de movimento e até para detectar spins individuais de elétrons, os cientistas precisam antes criar os equipamentos para isso.

Fios de luz

Como são menores do que o comprimento de onda da luz, os nanossensores operam segundo os princípios da fotônica, dispensando a necessidade de fiações, transdutores elétricos e mesmo dos caros e complicados aparatos baseados em raios laser.

É como se os sensores fossem conectados por "fios de luz" ao restante do equipamento responsável por mostrar as leituras das medições. A estrutura fotônica guia a onda de luz emitida por um LED ao longo das extremidades flexíveis. Ao sair na extremidade livre, a luz tunela pelo espaço livre e é coletada pelo chip que faz a leitura.

"Detectar a onda de luz depois desse tunelamento evanescente permite uma sensibilidade sem precedentes," diz o Dr. Tang. Essa sensibilidade alcança 0,0001 Angstroms - 1 Angstrom equivale a um décimo de nanômetro, a medida mais comumente usada pela nanotecnologia e que equivale a 1 bilionésimo de metro.

Nano-optomecânica

Nesse campo, onde partículas se comportam como ondas e ondas de luz tunelam e são detectadas como se fossem partículas, cada avanço representa um campo novo de pesquisas e de possibilidades de aplicações.

Os nanossensores multiplex têm as características necessárias para uso em processamento de sinais ópticos, sensores biológicos e químicos e em qualquer coisa que se enquadre num campo ainda indefinido chamado nano-optomecânica.

Os princípios utilizados pela equipe do professor Tang são os mesmos que permitirão a criação da matéria óptica, na qual as partículas são unidas apenas por luz.

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