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Nanotecnologia

Objeto giratório mais rápido do mundo estudará atrito do vácuo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/01/2020

Objeto giratório mais rápido do mundo
O objeto giratório mais rápido já criado (aqui em repouso) é um rotor em nanoescala, feito de sílica. A barra amarela na imagem mede 200 nanômetros.
[Imagem: Jaehoon Bang/Purdue University]

Recorde mundial de RPM

Em 2018, uma equipe dos EUA e outra da Suíça, trabalhando de forma independente, criaram os objetos rotativos mais rápidos do mundo, que estão ajudando a estudar a verdadeira natureza do vácuo quântico.

Esses estudos prometem agora ficar ainda mais precisos, uma vez que Jonghoon Ahn e seus colegas da Universidade Purdue, nos EUA, deram um upgrade no seu nanorrotor, que agora gira a impressionantes 300 bilhões de RPM (rotações por minuto), o que é meio milhão de vezes mais rápido do que uma broca de dentista.

O rotor, medindo 200 nanômetros (0,2 micrômetro), consiste em duas partículas de sílica unidas pelo centro, o que lhe dá um formato que lembra um haltere.

Ele não precisa de um eixo porque a nanopartícula é posta em levitação no vácuo por pinças ópticas. A seguir, outro laser é usado para fazer a partícula girar, transmitindo-lhe torque pela pressão de radiação da luz, o mesmo princípio que impulsiona as velas solares no espaço.

Objeto giratório mais rápido do mundo
A luz polarizada induzida pelo laser transmite um torque que faz o nanorrotor girar.
[Imagem: Jaehoon Bang/Purdue University]

Detector de torque

Como recebe torque da luz, cuja potência pode ser cuidadosamente controlada, o próprio rotor se torna um detector de torque extremamente sensível - na verdade, o mais sensível já fabricado, sendo de 600 a 700 vezes melhor do que seus predecessores.

Isso permitirá que ele continue sendo usado para explorar os mistérios do vácuo. Ao contrário do que se pode imaginar, o vácuo está longe de ser algo vazio, estando repleto de partículas virtuais que emergem e decaem o tempo todo. Com sua sensibilidade, esta nova versão do objeto mais rápido do mundo permitirá detectar e medir o torque dessas partículas emergentes.

Em outras palavras, ele será usado para medir o atrito induzido pelo vácuo.

O nanodetector de torque também pode ser usado para medir efeitos relacionados, incluindo o efeito Casimir e o magnetismo em nanoescala, fenômenos essenciais para o desenvolvimento de dispositivos em nanoescala, como os NEMS, as nanomáquinas e os nanorrobôs.

Bibliografia:

Artigo: Ultrasensitive torque detection with an optically levitated nanorotor
Autores: Jonghoon Ahn, Zhujing Xu, Jaehoon Bang, Peng Ju, Xingyu Gao, Tongcang Li
Revista: Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/s41565-019-0605-9





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