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Nanotecnologia

Nanolâmpadas multicoloridas podem revolucionar microscópios ópticos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/07/2007

Nanolâmpadas multicoloridas podem revolucionar microscópios ópticos

Cientistas criaram uma nanolâmpada que poderá revolucionar o campo dos microscópios ópticos e da fotônica, permitir que se faça uma endoscopia em uma única célula, além de possibilitar a criação de novas técnicas de criptografia.

"Trabalhando com nanofios individuais, nós desenvolvemos a primeira fonte de luz sem necessidade de eletrodos, emitindo luz visível coerente continuamente ajustável, e que é compatível com ambientes fisiológicos." Embora excessivamente técnico, é impossível resumir melhor a descoberta feita pela equipe do Dr. Peidong Yang, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos Estados Unidos. As palavras são do próprio Dr. Yang.

Nanolâmpada

Entre as inúmeras aplicações potenciais dessa nova "nanolâmpada" estão a possibilidade de se fazer uma endoscopia tão refinada que será possível filmar uma única célula no interior do corpo humano. Ou construir circuitos integrados que tragam para a prática as teorias da nanofotônica. Ou ainda criar novas técnicas de criptografia.

Para criar a nanolâmpada, os cientistas utilizaram pinças ópticas para capturar e manipular os nanofios. Essa é uma técnica crucial para o desenvolvimento de circuitos fotônicos em nanoescala - no campo da fotônica, os fótons substituem os elétrons na transmissão de informações, o que pode levar à construção de computadores milhares de vezes mais rápidos do que as atuais.

"Com esta fonte de luz de nanofios é como ter uma minúscula lanterna que nos permite examinar uma célula viva, visualizando a célula enquanto interagimos mecanicamente com ela," diz Jan Liphardt, outro membro da equipe.

Nanofios

No artigo publicado na revista Nature, os cientistas descrevem a técnica por meio da qual eles conseguiram sintetizar nanofios de niobato de potássio em uma solução especial em alta temperatura. Os nanofios, medindo vários micrômetros de comprimento, mas com apenas 50 nanômetros de diâmetro, foram separados por ultra-som.

Um feixe de laser infravermelho foi utilizado para criar uma armadilha óptica que permitiu que os nanofios individuais fossem capturados e manipulados.

Devido às propriedades ópticas únicas do niobato de potássio, o mesmo feixe de laser infravermelho também serviu como uma bomba óptica, fazendo com que os nanofios emitissem luz visível cuja cor pode ser selecionada. Em uma demonstração do potencial da nova tecnologia, os cientistas utilizaram as nanolâmpadas para gerar fluorescência em gotas de água especialmente tratadas.

Microscopia

"Em microscopia, a regra geral tem sido sempre que, ou você pode olhar para um objeto ou então pode tocá-lo," diz Liphardt. "Com nossa lâmpada de nanofios, nós combinamos essas duas capacidades em um único dispositivo. Isso abre a possibilidade de se pode manipular um espécime ao mesmo tempo em que você o visualiza."

Quando as novas lâmpadas estiverem totalmente desenvolvidas, elas poderão ter seu maior impacto justamente no campo do bio-imageamento. A microscopia óptica, ou de luz visível, permanece na vanguarda das pesquisas biológicas porque ela permite que cientistas estudem tecidos e células vivas.

Entretanto, ainda que a resolução da microscopia óptica seja limitada pela difração da luz, é possível visualizar características menores do que o comprimento de onda da luz visível por meio de técnicas especiais, chamadas de técnicas de sub-comprimento de ondas.

"O trabalho mostra que nós podemos criar e operar nanolâmpadas bio-compatíveis em ambientes líquidos e utilizá-las para imageamento de sub-comprimento de onda," diz Yang. "A próxima direção na qual nós gostaríamos de avançar é a endoscopia de células individuais, na qual nós usamos essas lâmpadas em nanoescala e guias de onda de sub-comprimento de onda para fazer imagens de alta resolução do interior de uma célula individual."

Mas os cientistas alertam que essa tecnologia ainda precisará ser refinada, devendo levar cerca de 10 anos de pesquisas adicionais.

Bibliografia:

Artigo: Tunable Nanowire Nonlinear Optical Probe
Autores: Yuri Nakayama, Peter J. Pauzauskie, Aleksandra Radenovic, Robert M. Onorato, Richard J. Saykally, Jan Liphardt, Peidong Yang
Revista: Nature
Data: June 28, 2007
Vol.: 447 Number 7148 p.1098
DOI: 10.1038/nature05921






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