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Nanoantenas capturam e emitem luz

Nanoantenas capturam e emitem luz
Esquema ilustrativo da nanoantena de luz - na realidade, as nanopartículas de ouro medem 36 nanômetros, enquanto o separador de DNA tem a metade desse tamanho. [Imagem: Busson et al./Nature]

Captando e emitindo luz

A luz é uma radiação eletromagnética, formada por ondas de diversas frequências - no espectro visível, cada frequência corresponde a uma cor.

Assim, a luz pode ser captada por antenas - antenas ópticas - da mesma forma que antenas de rádio ou de TV são configuradas para captar os comprimentos de onda de suas respectivas transmissões.

Agora, cientistas franceses criaram uma antena que não apenas consegue captar as ondas de luz, como também consegue transmiti-las.

Essas antenas captadoras/emissoras de luz poderão ser a base de LEDs mais eficientes - emitindo luz - ou células solares mais compactas - captando a luz.

Mas também poderão ser usadas para captar os fótons usados na computação quântica.

Nanoantenas de luz

Como a luz oscila um milhão de vezes mais rápido do que as ondas de rádio, as antenas de luz precisam ser minúsculas - microscópicas, para ser mais exato.

Mickael Busson e seus colegas da Universidade de Marselha usaram duas nanopartículas de ouro e uma pequena molécula fluorescente para construir sua antena capaz de capturar e emitir luz.

Nas palavras dos cientistas, o seu equivalente óptico da tradicional antena dipolo é um emissor quântico - a molécula que dispara fótons - circundado por duas nanopartículas.

Mas era preciso dar uma estrutura para a antena, para que seus elementos ficassem estáveis.

Dadas as dimensões envolvidas, uma molécula de DNA sintético serviu bem ao propósito, separando as duas nanopartículas e agregando as moléculas emissoras de luz.

Produção em paralelo

Não é necessário montar as nanoantenas de luz uma a uma, o que seria inviável.

Os pesquisadores colocaram os ingredientes em solução, e fabricaram bilhões delas de uma vez só. O "eixo central" de DNA garante que cada peça fique em sua posição, com precisão nanométrica.

A molécula fluorescente funciona como uma fonte quântica, suprindo a antena com fótons, enquanto as nanopartículas de ouro amplificam a interação entre o emissor e a luz.

Bibliografia:

Accelerated single photon emission from dye molecule driven nanoantennas assembled on DNA
Mickael P. Busson, Brice Rolly, Brian Stout, Nicolas Bonod, Sébastien Bidault
Nature Communications
Vol.: 3, Article number: 962
DOI: 10.1038/ncomms1964




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