Materiais Avançados

Metamateriais da invisibilidade vão permitir ver você por dentro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/06/2013

Metamateriais permitem ultrassom enxergar você por dentro
Um sinal óptico, representado pela seta vermelha, entra em contato com o metamaterial e interpreta as ondas de ultrassom, sendo então processado para produzir uma imagem de alta qualidade.[Imagem: Texas A&M University]

Visibilidade interior

Se, de um lado, os metamateriais estão tornando quase tudo invisível, no tocante aos exames de ultrassom, eles podem deixar o interior dos nossos corpos muito mais visíveis.

O resultado serão exames de saúde sem radiação e não invasivos - potencialmente eliminando grande parte das biópsias -, permitindo diagnósticos muito mais precisos.

O segredo para isso está no uso de metamateriais para converter as ondas de ultrassom em sinais ópticos, capazes de produzir imagens de alta qualidade e de alta resolução - a tecnologia atual de ultrassom gera imagens através da conversão das ondas de ultrassom em sinais elétricos.

Ultrassom óptico

Apesar de melhoramentos ao longo dos últimos anos, a qualidade dos exames de ultrassom ainda é largamente limitada pela falta de largura de banda e de sensibilidade.

Vladislav Yakovlev e seus colegas da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, criaram um metamaterial que, ao converter os ultrassons em luz, eliminam ambas as limitações.

O processamento do sinal óptico não limita a largura de banda e nem a sensibilidade do conversor, o que é essencial para a produção de imagens altamente detalhadas.

"Uma banda larga permite que você amostre a variação da distância das ondas acústicas com uma alta precisão. Isso se traduz em uma imagem que mostra mais detalhes. Uma maior sensibilidade permite que você veja mais profundamente no tecido, com potencial de gerar imagens impossíveis com a tecnologia de ultrassons convencionais," explicou Yakovlev.

Além de ser usado para a visualização do feto durante exames de pré-natal, o ultrassom é usado para fins de diagnóstico em casos de trauma, e mesmo como uma técnica para "abrir" os tecidos e acelerar os efeitos dos medicamentos.

Transdutor

O metamaterial é formado por nanobastões recobertos com ouro, incorporados em um polímero conhecido como polipirrol.

As ondas de ultrassom alteram os sinais ópticos que circulam pelo metamaterial.

Então, um dispositivo de detecção - um transdutor - lê o sinal óptico alterado, analisa as alterações em suas propriedades ópticas e gera uma imagem de alta resolução.

Embora o metamaterial ainda não esteja pronto para ser incorporado em um equipamento médico, o pesquisador afirma que ele estabelece um ponto de partida para que isso seja alcançado em breve.

Bibliografia:

Ultrasensitive Non-Resonant Detection of Ultrasound with Plasmonic Metamaterials
Vladislav V. Yakovlev, Wayne Dickson, Antony Murphy, John McPhillips, Robert J. Pollard, Viktor A. Podolskiy, Anatoly V. Zayats
Advanced Materials
Vol.: Article first published online
DOI: 10.1002/adma.201300314
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