A fabricação de circuitos integrados e chips para nossos dispositivos eletrônicos do dia-a-dia poderia ser simplificada, mais seguro e barato simplesmente por poder ligar e desligar a luz colorida?

Pesquisadores da Queensland University of Technology (QUT), O Karlsruhe Institute of Technology (KIT) e a Ghent University deram um passo nessa direção ao serem pioneiros em um sistema que modula o visível, luz colorida para alterar as reações de um poderoso agente de acoplamento químico.

Suas descobertas foram publicadas em Nature Communications .

• Os pesquisadores usaram luz laser verde para controlar a reatividade das triazolinodionas (TADs), agentes de acoplamento que rapidamente criam ligações com outros produtos químicos, necessário fazer materiais
• Sob luz verde, os TADs pararam de reagir; quando a luz foi desligada, os TADs tornaram-se altamente reativos novamente
• O processo de troca de luz pode ser repetido várias vezes
• O experimento mostrou que dois produtos diferentes podem ser criados a partir da mesma configuração simplesmente ligando e desligando a luz colorida

Professor Barner-Kowollik, da Faculdade de Ciências e Engenharia da QUT, e o professor Filip Du Prez da Universidade de Ghent co-supervisionaram o projeto de pesquisa colaborativa internacional. O autor principal, Hannes Houck, está conduzindo estudos de doutorado nas três instituições parceiras, apoiado pela Fundação de Pesquisa-Flandres (FWO).

O professor Barner-Kowollik disse que a capacidade de usar luz visível como um interruptor de reação química liga / desliga controlado remotamente abriu possibilidades para futuras aplicações da indústria química e de manufatura avançada. incluindo fabricação de chips de computador.

"No momento, luz ultravioleta (UV), que tem comprimentos de onda mais curtos do que a luz no espectro visível, é usado na indústria para conduzir processos químicos, " ele disse.

“Os processos industriais que utilizam luz visível menos prejudicial são escassos - um nítido contraste com o que ocorre na natureza.

"Para plantas, a luz visível desempenha um papel crítico nos processos químicos. As árvores colhem luz durante o dia e a usam como fonte de energia para crescer, liberando oxigênio no processo. À noite, Contudo, quando a luz não está mais disponível, o processo químico é alterado e as plantas liberam dióxido de carbono.

"Fomos inspirados por esses processos naturais e projetamos um sistema de reação química totalmente comutável pela luz pela primeira vez."

A equipe de pesquisa disse que seu sistema pode ser aplicado para criar materiais sensíveis à luz para litografia a laser 3D, permitindo a impressão de estruturas muito pequenas que poderiam ser usadas em coisas como a fabricação de chips de computador. A litografia a laser 3D é um tipo de impressão 3D com luz laser direta, e usado para criar estruturas muito precisas na faixa micro, como suportes para células.

A QUT está explorando as aplicações de litografia a laser 3D com o principal físico do KIT, Professor Martin Wegener.

"A fabricação contemporânea de chips é complexa, e caro, sistema de processos químicos, "Professor Barner-Kowollik disse." Aqui, devido ao chamado limite de difração de luz, radiação com comprimentos de onda curtos - que é uma luz ultravioleta muito forte - é usada.

"Mas e se pudéssemos usar a luz visível para mudar reversivelmente certos processos químicos e contornar o limite de difração de luz e imprimir muito, estruturas muito pequenas, por exemplo, cinco nanômetros de largura?

"Ser capaz de mudar a reatividade química na litografia a laser 3D pode revolucionar a impressão de chips, e torná-lo mais barato, mais simples e seguro.

"Existem barreiras substanciais a serem superadas, mas, potencialmente, o sistema que criamos com luz visível como um mecanismo de desativação química pode fornecer um caminho para isso. "