Nanotecnologia

Moléculas ativadas pela luz criam novo processo de micro-fabricação

Moléculas ativadas pela luz criam novo processo de micro-fabricação

Pesquisadores do Georgia Institute of Technology (Estados Unidos) criaram uma nova técnica de micro-fabricação que utiliza uma classe especial de moléculas ativadas pela luz para iniciar reações químicas seletivamente no interior de polímeros e outros materiais. A nova técnica poderá se transformar em um eficiente meio de se produzir estruturas complexas em escalas micrométrica e nanométrica.

Conhecida como "litografia 3-D de dois fótons", a técnica é uma concorrente para os processos já existentes para fabricação de chips microfluídicos, estruturas fotônicas de "bandgap", componentes de armazenamento óptico, chaves fotônicas, sensores, atuadores, enfim, todo um universo de peças e equipamentos ligados ao campo da micro-mecânica e da nanotecnologia. A pesquisa foi feita pelos cientistas Seth Marder e Joseph Perry.

A técnica utiliza uma família de moléculas de pigmentos orgânicos que têm a capacidade de absorver dois fótons de luz simultaneamente, derivando daí o nome do processo. Uma vez excitadas, as moléculas cedem um elétron para formar um ácido simples ou um grupo radical que pode iniciar uma reação química, como uma interconexão de polímeros ou uma redução iônica.

Os pesquisadores adicionaram uma pequena concentração (0,1 por cento) dessas moléculas a uma placa de resina especial, focalizando um feixe de raio laser na faixa do infravermelho próximo para desenhar padrões e iniciar reações de interligação apenas no material exposto à luz. As reações tornam insolúvel apenas a porção da resina exposta à luz, permitindo que o restante seja retirado por dissolução, deixando a complexa estrutura tridimensional desenhada pelo laser.

Além da resina, os pesquisadores demonstraram também a criação de minúsculos fios de prata a partir de padrões desenhados em materiais contendo íons e nanopartículas de prata.

As moléculas agora desenvolvidas são centenas de vezes mais eficientes na absorção de dois fótons do que os materiais até agora conhecidos. Esta eficiência permite a criação de padrões tridimensionais em fatias de polímero medindo 100 micra de altura, com uma baixa intensidade de luz que não danifica o material. A solução é muito mais eficiente do que a construção de estruturas complexas de canais a partir da montagem sucessiva de camadas construídas pelo processo tradicional de litografia.





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