Nanotecnologia

Especial Microscópios: Microscópio de nêutrons

O final do ano de 2013 foi pródigo no campo da microscopia, com uma série de inovações praticamente simultâneas.

Essas inovações estão dando aos cientistas não apenas novos olhos, permitindo que eles enxerguem mais fundo na matéria, mas também disponibilizando novas ferramentas para mexer no que eles estão vendo.

Nesta semana, o Site Inovação Tecnológica publicará uma série de reportagens com as novidades mais recentes na área, destacando aquelas com maior potencial para impactar a pesquisa científica e o desenvolvimento de novas tecnologias no futuro próximo.


Microscópio de nêutrons

Especial Microscópios: Microscópio de nêutrons
Um microscópio de nêutrons pode sondar o interior de objetos metálicos - incluindo motores em funcionamento. [Imagem: Dazhi Liu et al.]

Pesquisadores do MIT e da NASA desenvolveram um novo conceito de microscópio que usa nêutrons em vez dos mais tradicionais feixes de luz ou elétrons para criar imagens de alta resolução.

Nêutrons são partículas subatômicas sem carga elétrica, o que permite observar uma gama muito maior de materiais sem interferir com as amostras e sem ter as imagens atrapalhadas pelas características do material dessas amostras.

Assim, um microscópio de nêutrons tem a capacidade de sondar o interior de objetos metálicos - tais como células a combustível, baterias e motores, mesmo quando eles estão em uso.

Instrumentos de nêutrons também são excepcionalmente sensíveis a propriedades magnéticas e a elementos mais leves, que são importantes em materiais biológicos.

Foi Boris Khaykovich quem propôs a ideia de adaptar um conceito desenvolvido há mais de 60 anos, usado para focalizar raios X usando espelhos, para construir um microscópio de nêutrons de alto desempenho.

Até agora, a maioria dos microscópios de nêutrons era semelhante a câmeras pinhole, aquelas caixas escuras sem lentes e com apenas um furo usadas no início da história da fotografia.

Sem componentes ópticos eficientes, essas câmeras simples - seu nome técnico é câmara estenopeica - produz imagens fracas com baixa resolução.

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Já o novo microscópio de nêutrons terá vários cilindros refletores aninhados uns dentro dos outros, de modo a aumentar a área superficial disponível para a reflexão dos nêutrons.

Esse design deverá melhorar o desempenho dos sistemas de imageamento à base de nêutrons por um fator de 50, segundo os pesquisadores - o que permitirá imagens muito mais nítidas ou instrumentos muito menores.

Bibliografia:

Demonstration of a novel focusing small-angle neutron scattering instrument equipped with axisymmetric mirrors
Dazhi Liu, Boris Khaykovich, Mikhail V. Gubarev, J. Lee Robertson, Lowell Crow, Brian D. Ramsey, David E. Moncton
Nature Communications
Vol.: 4, Article number: 2556
DOI: 10.1038/ncomms3556




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