Cientistas criam correia transportadora para a era da Nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/06/2004

[Imagem: Zettl Research Group]

Em um desenvolvimento que promete abrir caminho para a produção em massa de equipamentos em nanoescala, cientistas do Lawrence Berkeley National Laboratory (Estados Unidos) transformaram nanotubos de carbono em correias transportadoras capazes de carregar partículas do tamanho de átomos, levando-as para pontos específicos.

Nano-esteira

Aplicando uma pequena corrente elétrica a um nanotubo de carbono, eles moveram partículas de índio ao longo do tubo como peças de automóveis em uma linha de produção. A pesquisa lança as bases para a construção de equipamentos ópticos, eletrônicos e mecânicos em escala atômica, o que poderá dar um impulso ao nascente campo da nanotecnologia.

"Nós não estamos mais transportando átomos um de cada vez - é mais como uma mangueira," explica Chris Regan, um dos autores da pesquisa, que foi publicada na revista Nature.

Transporte de nanopartículas

A capacidade de carrear uma corrente de nanopartículas para localizações precisas preenche uma lacuna que vinha frustrando os cientistas que tentavam montar nanoestruturas. Em 1990, engenheiros da IBM conseguiram escrever o nome da empresa posicionando precisamente 35 átomos de xenônio com um microscópio de tunelamento. Embora preciso, esse procedimento é incrivelmente lento e não poderia ser utilizado para qualquer coisa parecida com uma linha de produção real.

O experimento agora realizado começou com a vaporização de índio metálico sobre um amontoado de nanotubos de carbono, que nada mais são do que tubos ocos finíssimos. A quantidade de metal evaporado é tão pequena que as superfícies dos nanotubos foram cobertas por cristais isolados de índio e não por um revestimento uniforme.

Eletricidade e energia termal

O material foi então colocado no interior de um microscópio eletrônico, onde uma ponta de tungstênio, montada na extremidade de um nanomanipulador capturou um único nanotubo. Após estabelecido o contato físico entre a ponta do microscópio e uma extremidade livre de um nanotubo, foi aplicada uma voltagem entre a agulha e outra extremidade do nanotubo, formando um circuito. A corrente que fluiu pelo nanotubo gerou uma energia termal que aqueceu as partículas de índio.

A seguir, controlando-se cuidadosamente a voltagem e a energia termal gerada, os cientistas verificaram um comportamento espantoso na tela do microscópio, que apresenta as imagens em tempo real: uma partícula de índio desapareceu, enquanto que a que estava à sua direita aumentou de tamanho na tela, mostrando que ele se aproximara. Vários segundos depois, a partícula que se aproximara também desapareceu e a que estava à sua direita cresceu na tela.

Nanotubos funcionam como mangueiras

As partículas do índio, uma após a outra, mergulhavam pelo nanotubo, esvaziando o local onde se encontravam e criando um monte na outra extremidade do nanotubo. A velocidade com que as partículas passam pelo nanotubo depende da voltagem aplicada. Revertendo-se a polaridade, as partículas são movimentadas no sentido inverso.

O aspecto mais promissor do experimento é a sua simplicidade, que utiliza equipamentos disponíveis na maioria dos grandes laboratórios. Os cientistas esperam agora aprimorar a técnica, facilitando a montagem de estruturas configuráveis para transporte de qualquer tipo de partícula na quantidade necessária.