Nanotecnologia

Microlentes autônomas poderão focalizar o micromundo

Microlentes autônomas poderão focalizar o micromundo
As microlentes ajustáveis poderão ser uma ferramenta importante para a construção de microlaboratórios ("lab-on-a-chip"). [Imagem: Jiang et al./Nature]

Ponto focal ajustável

Lentes capazes de alterar seu comprimento focal não são exatamente uma novidade.

Elas já existem em diversas versões em dimensões de até um milímetro e até em versões macroscópicas, que poderão um dia vir a substituir os óculos bifocais.

Mas, em todos os casos, as lentes necessitam de estímulos externos para alterar seu ponto focal e permitir que se enxergue com perfeição objetos que estejam a diferentes distâncias.

Agora, pesquisadores da Universidade Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, criaram uma nova microlente capaz de alterar o seu ponto focal de forma totalmente autônoma.

As microlentes ajustáveis poderão ser uma ferramenta importante para a construção de microlaboratórios ("lab-on-a-chip"), imageamento óptico de microestruturas, diagnósticos médicos e para a construção de sistemas microfluídicos bio-ópticos.

Tudo micro

Os pesquisadores estão criando várias versões de microlaboratórios e sistemas microfluídicos para a detecção de elementos biológicos em pequenas amostras.

"Utilizar sensores tradicionais nesses microchips é uma opção para esse tipo de trabalho - mas ambientes líquidos freqüentemente não são amigáveis com os dispositivos eletrônicos," diz o pesquisador Hongrui Jiang.

É aí que entram as novas microlentes de foco adaptável, construídas pela equipe do Dr. Jiang. Elas são feitas com um material chamado hidrogel - polímeros com uma estrutura parecida com gelatina.

Os cientistas conseguem configurar esses hidrogels para que eles respondam a parâmetros específicos de estimulação - temperatura e pH, por exemplo.

Desta forma, o hidrogel "sente" a substância com a qual ele deve interagir, tomando uma reação pré-programada - espichar ou encolher, entre outras possibilidades.

Hidrogel

No caso das microlentes, o hidrogel funciona como atuador para fazer com que a lente altere seu ponto focal. As lentes são construídas na forma de uma interface óleo-água, formada no interior de um tubo de hidrogel. O tubo é cheio de água, com a outra extremidade tampada com uma película de polímero.

O tubo é tratado de forma diferente, sendo hidrofílico - atrai água - em um segmento e hidrofóbico - repele água - em outro. A lente de água-óleo é mantida fixa onde as superfícies hidrofílica e hidrofóbica se encontram.

Quando o hidrogel se incha em resposta a uma substância, a água no tubo forma uma saliência e a microlente se torna divergente; quando o hidrogel contrai, a água é comprimida e a microlente se torna convergente. "Quando menor o comprimento focal, mais perto você consegue olhar," diz Jiang.

Como as novas microlentes permitem o reconhecimento de sinais ópticos, elas poderão permitir a criação de novos métodos de sensoriamento, como intensidade de luz, fluorescência - além de permitirem a observação direta do ambiente no interior dos canais microfluídicos dos microlaboratórios.

Bibliografia:

Adaptive liquid microlenses activated by stimuli-responsive hydrogels
Hongrui Jiang, David Beebe, Liang Dong, Abhiskek Agarwal
Nature
3 August 2006
Vol.: 442 (2006), pp. 551-554
DOI: 10.1038/nature05024
http://www.nature.com/nature/journal/v442/n7102/full/nature05024.html




Outras notícias sobre:

    Mais Temas