Nanolanterna promete celulares que detectam vírus e gases no ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/05/2021

As nanolanternas podem ser projetadas para emitir diferentes tipos de luz, adequados para diferentes aplicações.
[Imagem: Robin Singh et al. - 10.1038/s41598-021-84841-2]

Sensores de luz

Em um trabalho que promete transformar telefones celulares em sensores capazes de detectar vírus e outros objetos microscópicos, pesquisadores do MIT construíram uma lanterna em nanoescala, inserida dentro de um chip.

A luz é usada há muito tempo para identificar materiais e organismos. Nessa técnica, chamada espectroscopia, um feixe de luz é disparado sobre o material e, então, um aparelho analisa a luz depois que ela passa pelo material. Como todos os materiais interagem com a luz de maneira diferente, a análise da luz fornece uma espécie de "impressão digital" para aquele material.

Só que os espectrômetros atuais são grandes. Uma versão miniaturizada deles pode não apenas tornar tudo portátil e mais simples, como também abrir novas aplicações - imagine um telefone celular dotado de sensores capazes de identificar vírus, bactérias ou gases no ambiente, por exemplo.

Já existem sensores para captar a luz bastante pequenos, mas ninguém até hoje havia conseguido fazer uma nanolanterna capaz de substituir os volumosos lasers usados pelos espectrômetros para emitir a luz.

E Robin Singh e seus colegas fizeram mais do que simplesmente criar uma nanolanterna dentro de chips: Eles criaram uma plataforma que permite fabricar nanolanternas que emitem luz com diferentes características, cada uma adequada à aplicação que se tiver em mente.

As nanolanternas são baseadas na fotônica do silício.
[Imagem: Robin Singh et al. - 10.1038/s41598-021-84841-2]

Nanolanternas

As nanolanternas são feitas com a fotônica do silício e usando as tecnologias de fabricação já existentes, as mesmas da indústria de microeletrônica, de modo que estes novos dispositivos poderão ser fabricados em escala industrial, de baixo custo.

De fato, tudo envolveu aplicar a inteligência artificial aos projetos dos emissores de luz de silício. "Se mostrarmos ao computador muitos exemplos de nanolanternas, ele poderá aprender a fazer lanternas melhores. Em última análise, podemos dizer ao computador o padrão de luz que desejamos e ele nos dirá qual deve ser o design da lanterna," descreveu o professor Brian Anthony

A equipe usou isso para criar uma lanterna específica com um feixe colimado, um feixe em que os raios de luz são perfeitamente paralelos uns aos outros e que é fundamental para vários tipos de sensores.

Neste caso, a lanterna é formada por cerca de 500 estruturas retangulares em nanoescala, de diferentes dimensões. Nanoestruturas com outras dimensões e espaçamentos, e em diferentes números, criam diferentes tipos de feixes de luz que, por sua vez, são úteis para outras aplicações.

Mais tópicos