Nanotecnologia

Nanomáquinas e suas antenas de luz

Nanoantenas ópticas abrem caminho para as nanomáquinas
Representação esquemática dos feixes ópticos gerados pelas nanoantenas cúbicas, que prometem uma nova etapa no desenvolvimento de circuitos nanoeletromecânicos.[Imagem: D. Sikdar/M. Premaratne/Monash University]

Nanoantenas

Os biochips, ou microlaboratórios, já estão sendo usados em várias aplicações, incluindo a realização de exames de laboratório e a fabricação de radiofármacos,

Esse potencial de aplicação ficou agora ainda mais amplo com o desenvolvimento de nanoantenas cúbicas capazes de gerar feixes de luz muito estreitos e perfeitamente direcionados.

A luz é essencial no interior dos microlaboratórios porque é sua interação com as moléculas dos materiais sendo analisados que permite avaliar a segurança de alimentos, a toxicidade de fármacos, identificar poluentes do ar ou as células de um câncer.

Os nanocubos são dispostos em uma cadeia, com o espaçamento entre eles podendo ser ajustado para tornar o feixe de luz mais fino - conforme a separação entre os nanocubos aumenta, a largura angular do feixe se estreita e sua direcionalidade melhora.

NEMS

A novidade está sendo saudada como o elemento que faltava para viabilizar os NEMS - sigla em inglês para sistemas nanoeletromecânicos.

Os MEMS (sistemas microeletromecânicos), ou micromáquinas, já são uma realidade em inúmeras aplicações, das impressoras a jato de tinta até os acelerômetros dos celulares e giroscópios. A expectativa era que, com o advento da nanotecnologia, os MEMS pudessem rapidamente virar NEMS - ou nanomáquinas, 1.000 vezes mais miniaturizadas - mas diversos entraves técnicos têm feito esse avanço mais difícil do que se imaginava.

Esta nova forma de manipular a luz dentro dos chips representa a remoção de um dos maiores dentre esses entraves.

"Estas nanoantenas unidirecionais são adequadas para biossensores baseados em óptica integrada para detectar proteínas, DNA, anticorpos, enzimas etc, em plataformas verdadeiramente portáteis do tipo laboratório em um chip," disse Debabrata Sikdar, da Universidade Monash, na Austrália.

"Elas também podem potencialmente substituir as interconexões [de cobre] no interior dos circuitos integrados pela transmissão de sinais ópticos dentro e entre os chips, para garantir um processamento de dados ultrarrápido, minimizando o aquecimento do dispositivo," acrescentou Sikdar.

Se esta última possibilidade - a substituição das interconexões de cobre pela luz - se mostrar realmente factível, as nanoantenas entram prontamente no páreo para viabilizar os processadores fotônicos.

Bibliografia:

Optically Resonant Magneto-Electric Cubic Nanoantennas for Ultra-Directional Light Scattering
Debabrata Sikdar, Wenlong Cheng, Malin Premaratne
Journal of Applied Physics
Vol.: 117, 083101
DOI: 10.1063/1.4907536




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