Nanotecnologia

Tinta invisível de elétrons cria nanocristais mais puros

Tinta invisível de elétrons cria nanocristais mais puros
Embora provavelmente não seja prática o suficiente para ser usada pelos agentes secretos, a tinta invisível de elétrons tem um potencial muito mais imediato e valioso - os nanocristais criados são muito mais puros do que aqueles criados pelas ferramentas utilizadas pela indústria eletrônica. [Imagem: Walz et al.]

Por sua própria natureza, a nanotecnologia é pequena demais para que seus dispositivos sejam vistos a olho nu. Ainda assim, químicos encontraram uma maneira de torná-la ainda menos perceptível.

Cientistas da Universidade de Erlangen-Nuremberg, na Alemanha, transformaram elétrons em uma versão nanoscópica de uma "tinta invisível".

Tinta de nanocristais

A equipe do professor Hubertus Marbach inventou uma técnica para o crescimento de nanocristais que permite que mensagens sejam de fato escritas sobre uma pastilha de silício, usando unicamente um feixe de elétrons.

Para ler as mensagens, basta aplicar um gás específico, que reage com os nanocristais, tornando-os detectáveis.

A técnica, embora provavelmente não seja prática o suficiente para ser usada pelos agentes secretos, tem um potencial muito mais imediato e valioso - os nanocristais criados são muito mais puros do que aqueles criados pelas ferramentas utilizadas pela indústria eletrônica, que lida diariamente com o silício.

Crescimento de nanocristais

Hoje, feixes de elétrons são utilizados pela indústria para depositar nanocristais sobre uma superfície. Na indústria de semicondutores, por exemplo, a tecnologia é utilizada para reparar defeitos nas máscaras litográficas usadas para criar circuitos integrados. "É um negócio multimilionário", diz Marbach.

Tradicionalmente, isto é feito dirigindo feixes de elétrons diretamente para moléculas como o pentacarbonil de ferro, forçando-as a se decompor em nanocristais de ferro, que grudam na superfície.

Embora essa técnica permita o crescimento controlado de nanocristais, explica Marbach, o processo quimicamente agressivo pode elevar os níveis de impurezas de carbono e oxigênio no interior dos cristais de ferro a até 60 por cento.

Tinta invisível

Para resolver o problema, Marbach e seus colegas usaram um feixe de elétrons para remover íons de oxigênio de uma pastilha de óxido de silício, deixando recortes nanoscópicos na superfície. O processo não deixa praticamente nenhum vestígio visível.

Esses recortes, ou "dentes", como os pesquisadores os chamam, facilitam as reações químicas, permitindo que uma mensagem secreta seja escrita sobre a pastilha de silício usando o feixe de elétrons.

Mais tarde, a mensagem pode ser revelada dirigindo um fluxo do gás pentacarbonil de ferro sobre a superfície. O gás reage com os recortes para formar monóxido de carbono, deixando nanocristais de ferro - sólidos e reflexivos - fixos sobre a superfície.

A vantagem é que, com a nova técnica, os cristais têm uma pureza de 95% de ferro. Os pesquisadores esperam que a técnica seja utilizada de forma imediata pela indústria.

Bibliografia:

Electrons as Invisible Ink: Fabrication of Nanostructures by Local Electron Beam Induced Activation of SiOx
Marie-Madeleine Walz, Michael Schirmer, Florian Vollnhals, Thomas Lukasczyk, Hans-Peter Steinrück, Hubertus Marbach
Angewandte Chemie International Edition
Jun 2010
Vol.: 49 Issue 27, Pages 4669 - 4673
DOI: 10.1002/anie.201001308




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