Tecnologia química usa luz para gravar e apagar imagens 3D

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/09/2024

Agora a equipe quer aumentar a resolução, o contraste e as cores disponíveis.
[Imagem: Qingkai Qi et al. - 10.1016/j.chempr.2024.07.012]

Imagens 3D reais

Químicos apresentaram uma nova tecnologia inusitada para apresentar imagens 3D no espaço real, no interior de um cubo sólido feito de um polímero semitransparente.

Em uma matriz de polímero, eles incorporaram fotointerruptores moleculares chamados azo-BF2, uma molécula orgânica que possui uma propriedade única: Quando exposta à luz, ela muda sua forma molecular. O efeito é que, sob o comprimento de onda correto, essas moléculas mudam de cor.

Usando diferentes cores de luz, o material muda reversivelmente de azul para vermelho e para roxo. Usando essa técnica, os pesquisadores imprimiram várias imagens em um cubo, incluindo animais, peças de xadrez e até um gato em movimento.

A gravação à base de luz permanece no polímero, mas pode ser apagada usando calor, deixando o material pronto para um novo uso.

Assim, o cubo de polímero se transforma nos primórdios de uma tela 3D. Embora não dê ainda para pensar em uma tela 3D de celular, computador ou TV, a equipe acredita que a tecnologia pode ser útil em qualquer situação em que seja importante ter dados visuais detalhados e precisos em um formato compacto e facilmente personalizável.

"Isso é como uma impressão 3D reversível," disse Ivan Aprahamian, da Universidade Darmouth, nos EUA. "Você pode pegar qualquer polímero que tenha as propriedades ópticas ideais, ou seja, que seja translúcido, e aprimorá-lo com nossa chave química. Agora esse polímero é uma tela 3D. Você não precisa de headsets de realidade virtual ou instrumentação complicada. Tudo o que você precisa é do pedaço certo de plástico e da nossa tecnologia."

Teste da tecnologia.
[Imagem: Sara Patch/Ivan Aprahamian Lab]

Tela 3D química

As tecnologias atuais de criação de telas 3D tipicamente envolvem conjuntos de cristais líquidos ou vários componentes móveis, como microespelhos MEMS ou LEDs rotativos. Aqui, tudo é de estado sólido e imóvel.

A tecnologia química consiste em um interruptor acionado por luz, um composto chamado azobenzeno, que reage à luz, unido a outro composto, o difluoreto de boro, que melhora as propriedades ópticas do interruptor.

Uma vez integrado a um polímero, o fotointerruptor reage aos comprimentos de onda de luz vermelha e azul emitidos por um projetor. A luz vermelha funciona como tinta, ativando o aditivo químico para criar a imagem. Para apagá-la pode-se usar calor ou luz azul.

O projetor ilumina o polímero de diferentes ângulos, com vários padrões de luz, ativando o composto químico fotossensível. Repetindo o processo, criando várias camadas, pode-se então criar padrões 3D, como já se faz hoje com algumas tecnologias de imagens médicas.

A equipe agora planeja aumentar o número de cores de sua tela 3D de estado sólido, mas afirma que a tecnologia em seu estágio atual já pode ser útil para gerar imagens 3D para educação e até mesmo para criar arte.

"A ampliação [do tamanho das telas] requer o ajuste das propriedades do interruptor químico para melhorar a resolução, o contraste e a taxa de atualização," disse Alex Lippert, da Universidade Metodista do Sul, também nos EUA. "O sistema do projetor pode, em princípio, ser ampliado e desenvolvido em um sistema pronto para uso com hardware automatizado e software associado para facilidade de uso."

Mais tópicos