Câmera de raios T fotografa e mostra composição química dos objetos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/04/2020

Ilustração da radiação terahertz varrendo o interior de um objeto.
[Imagem: Sussex University]

Câmera terahertz

Físicos desenvolveram a primeira câmera capaz de capturar imagens de alta resolução do interior de objetos sólidos.

Em vez de luz visível, a câmera usa radiação terahertz (THz), ou raios T, uma parte do espectro eletromagnético que permite enxergar dentro e através de objetos melhor do que os raios X, além de ser uma radiação eletromagnética não-ionizante, ou seja, sem malefícios à saúde.

Situados entre as micro-ondas e o infravermelho no espectro eletromagnético, os raios T são seguros de usar até nas amostras biológicas mais delicadas.

A imagem THz torna possível "ver" a composição molecular dos objetos e distinguir entre diferentes materiais, como açúcar e cocaína, por exemplo - as imagens capturadas usando a radiação THz são chamadas de "imagens hiperespectrais" porque a imagem consiste em píxeis contendo a assinatura eletromagnética ampla de cada ponto do objeto.

"O principal desafio das câmeras THz não é coletar uma imagem, mas preservar a impressão digital espectral dos objetos, que pode ser facilmente corrompida pela técnica [de aquisição de imagens]. É aqui que reside a importância da nossa conquista. A impressão digital de todos os detalhes da imagem é preservada de forma que possamos investigar a natureza do objeto em detalhes," disse o professor Marco Peccianti, da Universidade de Sussex, no Reino Unido.

Esquema da câmera de raios T e imagens reais produzidas por ela.
[Imagem: Luana Olivieri et al. - 10.1364/OPTICA.381035]

Imagem mais composição química

A equipe usou uma câmera de píxel único para capturar amostras de imagem com padrões de luz THz - o protótipo detecta como o objeto altera diferentes faixas de comprimentos de onda no espectro terahertz. Combinando essas informações com a forma de cada padrão original, a câmera revela a imagem de um objeto e sua composição química.

Usando um cristal não linear, a câmera cria as ondas eletromagnéticas THz muito próximas da amostra, semelhante à maneira como um microscópio funciona. Como as ondas THz podem viajar diretamente através de um objeto sem afetá-lo, as imagens resultantes revelam a forma e a composição dos objetos em três dimensões.

"Este é um grande passo adiante, porque demonstramos que todas as possibilidades exploradas em nossa pesquisa teórica anterior não apenas são viáveis, como nossa câmera funciona ainda melhor do que esperávamos. Ao construir nosso dispositivo, descobrimos várias maneiras de otimizar o processo de geração de imagens e agora a tecnologia é estável e funciona bem.

"A próxima fase da nossa pesquisa será acelerar o processo de reconstrução da imagem e nos colocar mais próximos da aplicação das câmeras THz em aplicações do mundo real; como segurança em aeroportos, sensores inteligentes para carros, controle de qualidade na indústria e até escâneres para detectar problemas de saúde, como câncer de pele," disse o professor Totero Gongora.

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