"Laços de luz" detectam moléculas individuais

Com a polarização e a cor corretas, é possível fazer com que a luz fique aprisionada ao redor das nanoestruturas, tornando-as opticamente ativas. [Imagem: Valev et al./Advanced Materials]
Detecção óptica

Cientistas criaram "laços de luz" ao redor de quadrados ocos, ativando a nanoestrutura inteira, que passa a detectar facilmente moléculas individuais.

Detectar e identificar moléculas com luz é uma técnica promissora, não fosse o fato de que as moléculas têm uma resposta óptica muito fraca, e que a luz focalizada acaba "fritando" a molécula.

Além disso, focalizar uma molécula individual não é uma tarefa trivial.

Ventsislav Valev e seus colegas da Universidade de Leuven, na Bélgica, descobriram uma forma de contornar esses problemas explorando a forma como a luz interage com estrutura muito pequenas.

Laços de luz

"Essencialmente, a luz é constituída de campos elétricos e magnéticos movendo-se pelo espaço. Enquanto, com a luz polarizada linearmente, os campos se movem diretamente para a frente, com a luz polarizada circularmente eles giram em um movimento parecido com uma espiral," explica o pesquisador.

Quando a luz atinge as nanoestruturas em forma de moldura, ela excita os elétrons na superfície da nanoestrutura e impõe a eles seu movimento helicoidal, ficando aprisionada nesse giro ao redor dos anéis quadrados, formando o que os cientistas chamaram de "laçadas de luz".

Esses laços de luz fazem com que os elétrons oscilem de forma coerente sobre toda a superfície do quadrado oco, ampliando enormemente a área de interação com as moléculas a serem detectadas.

Oscilação de elétrons

Com a ajuda desses elétrons oscilantes, a luz focalizada pode ampliar a resposta óptica da molécula em até 100 bilhões de vezes, o que permite detectá-la com um microscópio óptico.

"O truque é tentar ativar toda a superfície da nanoestrutura, assim, onde quer que a molécula se ligue, nós conseguiremos vê-la", disse Valev.

Ou seja, a técnica transforma o que era um foco muito estreito de luz, tentando alvejar uma molécula individual, em uma verdadeira "placa de luz", um sensor que torna muito mais fácil, prático e rápido, detectar as moléculas individuais em suspensão ou em uma atmosfera gasosa.

Segundo o pesquisador, além de aplicações diretas em fotoquímica, as nanoestruturas ópticas permitirão a visualização de moléculas individuais e, principalmente, permitirão o estudo de suas interações.

Fonte: Inovação Tecnológica

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