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Laser de nanofios pode matar vírus e melhorar DVDs

Laser de nanofios pode matar vírus e melhorar DVDs
O laser de nanofio emite luz laser a partir de suas extremidades, o que o torna altamente direcional.[Imagem: Nicolle Rager Fuller/NSF]

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, juntaram uma das maravilhas da nanotecnologia, os nanofios, com os lasers de semicondutores.

O resultado é uma nova tecnologia de laser de nanofios que potencialmente pode fazer quase tudo, de matar vírus até aumentar a capacidade dos DVDs e outros discos ópticos de armazenamento de dados.

Lasers semicondutores

Os diodos laser semicondutores, que emitem luz na faixa do ultravioleta, são amplamente utilizados em processamento de dados, no armazenamento de informações e na biologia.

Suas aplicações só não são mais amplas porque eles custam caro e são grandes.

A equipe do professor Jianlin Liu agora descobriu como substituir o nitreto de gálio - o semicondutor usado nos lasers atuais - por nanofios de óxido de zinco, que são menores, mais baratos e emitem luz com maior potência e com comprimentos de onda mais curtos.

Os nanofios de óxido de zinco têm sido usados principalmente na fabricação de nanogeradores.

Nanofio tipo P

Até agora não tinha sido possível usar os nanofios de óxido de zinco na emissão de luz por falta de um tipo P, ou tipo positivo.

Todos os componentes semicondutores exigem um tipo P e um tipo N (negativo), em que um material tem excesso de elétrons (negativo) e o outro tem excesso de lacunas (positivo).

Laser de nanofios pode matar vírus e melhorar DVDs
Juntando os materiais, os pesquisadores criaram um nanofio que é um diodo, a chamada junção p-n. [Imagem: Chu et al./Nature Nanotechnology]

Liu e sua equipe resolveram o problema dopando os nanofios de óxido de zinco com antimônio, um elemento metalóide, criando assim o nanofio tipo-P.

Juntando os materiais, os pesquisadores criaram um nanofio que é um diodo, a chamada junção p-n.

Laser de nanofio

Quando alimentado por uma bateria, o nanofio emite luz laser a partir de suas extremidades, o que o torna altamente direcional.

Os lasers de nanofios podem ser usados para ler e escrever dados com uma densidade muito superior à dos discos ópticos atuais porque a luz ultravioleta tem um comprimento de onda menor do que a luz de outras cores, como o vermelho.

Segundo o pesquisador, só a troca do laser pode multiplicar até por quatro vezes a capacidade de armazenamento de um DVD.

No campo da fotônica, a luz ultravioleta permite o processamento e a transmissão de dados em velocidades maiores.

Quando totalmente desenvolvidos, os minúsculos lasers de nanofios poderão ajudar a criar uma tecnologia de comunicação sem fios ultravioleta, que tem potencial para ser muito superior à tecnologia de comunicação por infravermelho, largamente usada hoje.

No campo da biologia e da medicina, o laser ultra-miniaturizado pode penetrar em uma célula viva, por exemplo, induzindo alterações funcionais, e também no nascente campo da optogenética.

Bibliografia:

Electrically pumped waveguide lasing from ZnO nanowires
Sheng Chu, Guoping Wang, Weihang Zhou, Yuqing Lin, Leonid Chernyak, Jianze Zhao, Jieying Kong,, Lin Li, Jingjian Ren, Jianlin Liu
Nature Nanotechnology
03 July 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2011.97




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