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Materiais Avançados

Novo passo rumo a espelhos perfeitos e cristais com estrutura do diamante

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/04/2008

Novo passo rumo a espelhos perfeitos e cristais com estrutura do diamante
À esquerda a imagem do cristal resultante de um processo de automontagem comum. À direita o cristal formado com a nova técnica.
[Imagem: You-Yeon Won/Jaehyun Hur]

Cientistas criaram uma técnica para a construção de cristais sintéticos que, quando totalmente desenvolvida, poderá permitir a fabricação de estruturas atômicas parecidas com a do diamante.

Espelhos perfeitos

Mesmo no estágio atual, quando os cristal coloidais produzidos são apenas bidimensionais, as possibilidades de uso da nova tecnologia incluem micro-lentes para aumentar o desempenho de equipamentos ópticos, como câmeras e instrumentos científicos, e para controlar a cor e outras propriedades ópticas de produtos de consumo.

No que talvez possa representar um potencial ainda maior, os novos cristais coloidais quase-perfeitos representam mais um enfoque possível para a criação de espelhos perfeitos - ou omnidirecionais, - capazes de refletir a luz que incida sobre eles em qualquer ângulo de incidência.

Os espelhos omnidirecionais deverão aumentar dramaticamente o desempenho das redes de fibras ópticas, que dependem de uma cobertura espelhada interna para funcionar. As tecnologias do futuro, como os computadores ópticos e os circuitos que usam fótons em vez de elétrons para transmitir dados também necessitam da tecnologia dos espelhos quase-perfeitos (veja Novo espelho para óptica de alto desempenho reflete 99,9% da luz).

Processo de automontagem

A técnica consiste em um processo de automontagem, que é barato e extremamente rápido. O mesmo trabalho hoje é feito por meio de uma técnica conhecida como nano-robótica, na qual um robô coloca as partículas individuais em locais precisos. O novo processo de automontagem faz em 20 minutos o que a nano-robótica leva cerca de duas semanas.

O robô é substituído por um molde de silício contendo furos precisamente espaçados em nano-escala. As partículas que formarão o cristal são dissolvidas em água. O molde é mergulhado na solução e retirado, coletando as nanopartículas que estão na superfície. Quando o molde é inclinado, as nanopartículas alojam-se nos furos por capilaridade.

Embora possa parecer simples, o funcionamento do processo depende até mesmo do correto nível de umidade do ambiente. A base do novo processo é uma técnica conhecida como deposição de monocamada de Langmuir-Blodgett, muito utilizada para a criação de membranas de lipídios para pesquisas em bioquímica.

Cristais 3-D

O objetivo agora é construir cristais tridimensionais, que poderão ser cultivados a partir da cadama bidimensional.

"Fazer a primeira camada [do cristal] é muito difícil, de forma que nós demos um passo importante na direção correta," diz o pesquisador You-Yeon Won, da Universidade Purdue. "A criação de estruturas tridimensionais representa um enorme desafio, mas eu acredito que seja factível."

Bibliografia:

Artigo: Fabrication of high-quality non-close-packed 2D colloid crystals...
Autores: Jaehyun Hur, You-Yeon Won
Revista: Soft Matter
Data: April 9
Vol.: Advance Articles
DOI: 10.1039/b716218a
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