Nanotecnologia

Nanofractais 3D manipulam líquidos, gases e luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/06/2013

Nanofractais 3D manipulam líquidos, gases e luz
A estrutura final não é muito maior do que o octaedro original, mas sua superfície efetiva foi multiplicada por 6,5.[Imagem: Berenschot et al./JMM]

Fractais tridimensionais

Um fractal é uma estrutura geométrica que pode repetir-se ao infinito - dando um zoom em um fragmento do fractal, a estrutura original torna-se visível novamente.

Uma grande vantagem de um fractal 3D é que a superfície efetiva do objeto aumenta com cada "passo" de crescimento.

Isso o torna muito útil para a filtragem de alto desempenho ou como membrana para separação de gases e líquidos - em células a combustível de hidrogênio, por exemplo.

Agora, cientistas da Universidade de Twente, na Holanda, descobriram uma forma incrivelmente simples de criar nanofractais 3D usando a mesma tecnologia empregada na fabricação de chips de computador.

Tudo começa com uma estrutura com oito planos, um octaedro, construído de silício, usando a técnica de fotolitografia.

Uma nova rodada e o octaedro se repete, só que menor. Em cada canto de cada um dos octaedros forma-se um novo, e assim sucessivamente. Quatro etapas mais tarde, já são 625.

O resultado é um fascinante fractal 3D formado em uma escala que começa no micro e vai até o nano.

Olhando para o octaedro final, depois das quatro etapas, a estrutura final não é muito maior do que o octaedro original, porque cada novo passo cria octaedros cada vez menores - mas a superfície efetiva da estrutura foi multiplicada por 6,5.

Os cientistas holandeses já fizeram experimentos e demonstraram que seus nanofractais são capazes de capturar células vivas, encerrando-as dentro dos octaedros, permitindo estudar a interação entre células diferentes.

E, inspirados nos metamateriais, cujas estruturas artificiais manipulam criteriosamente a luz, a equipe já planeja um novo desafio para seus nanofractais: verificar como a luz interage com essas estruturas tão regulares em nanoescala.

Bibliografia:

Fabrication of 3D fractal structures using nanoscale anisotropic etching of single crystalline silicon
Erwin J W Berenschot, Henri V Jansen, Niels R Tas
Journal of Micromechanics and Microengineering
Vol.: 23 055024
DOI: 10.1088/0960-1317/23/5/055024
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