p Tirando vantagem de um fenômeno que até agora tem sido um verdadeiro empecilho para designers de eletrônicos, uma equipe liderada por Panos Datskos do Oak Ridge National Laboratory está desenvolvendo um sensor químico e biológico com sensibilidade sem precedentes. p Em última análise, pesquisadores acreditam que este novo "farejador" alcançará um nível de detecção que se aproxima do limite teórico, superando outros sensores químicos de última geração. As implicações podem ser significativas para qualquer pessoa cujo trabalho seja detectar explosivos, agentes biológicos e narcóticos.

p "Embora a comunidade de pesquisa tenha evitado a não linearidade associada aos osciladores mecânicos em nanoescala, estamos abraçando isso, "disse o co-desenvolvedor Nickolay Lavrik, um membro do Centro de Divisão de Ciências de Materiais Nanofásicos do laboratório do Departamento de Energia. "No fim, esperamos ter um dispositivo capaz de detectar quantidades incrivelmente pequenas de explosivos em comparação com os sensores químicos atuais. "

p O dispositivo consiste em uma câmera digital, um laser, ótica de imagem, um gerador de sinal, processamento de sinal digital e outros componentes que, coletivamente, muito parecido com o nariz de um cachorro, pode detectar pequenas quantidades de substâncias no ar.

p O conceito subjacente é baseado em ressoadores em escala micro que são semelhantes aos microcantilevers usados ​​em microscopia de força atômica, que foi recentemente explorado como dispositivos de detecção de massa e força. Embora o princípio básico seja simples - medir mudanças na frequência de ressonância devido a mudanças de massa - vários obstáculos têm impedido a aplicação generalizada de tais sistemas.

p "Esses desafios são devido aos requisitos de medição e análise de pequenas amplitudes de oscilação que têm o tamanho de um átomo de hidrogênio, "Lavrik disse. Essas abordagens tradicionais requerem sofisticados componentes eletrônicos de baixo ruído, como amplificadores lock-in e loops de fase bloqueada, que adicionam custo e complexidade.

p Em vez de, esse novo tipo de farejador atua atingindo deliberadamente os microcantilevers com quantidades relativamente grandes de energia associadas a uma faixa de frequências, forçando-os a uma ampla oscilação, ou movimento. Lavrik comparou a resposta ao movimento de um trampolim após o mergulho de um nadador.

p "No passado, as pessoas queriam evitar essa alta amplitude por causa da alta distorção associada a esse tipo de resposta, "disse Datskos, membro da Divisão de Ciência de Medição e Engenharia de Sistemas. "Mas agora podemos explorar essa resposta ajustando o sistema a uma frequência muito específica que está associada ao produto químico ou composto específico que queremos detectar."

p Quando o produto químico alvo reage com o microcantilever, ele muda a frequência dependendo do peso do composto, fornecendo assim a detecção.

p "Com esta nova abordagem, quando o microcantilever para de oscilar, sabemos com alta certeza que o produto químico ou composto alvo está presente, "Lavrik disse.

p Os pesquisadores imaginam que essa tecnologia seja incorporada em um instrumento portátil que poderia ser usado por rastreadores de segurança de transporte, policiais e militares. Outras aplicações potenciais são na biomedicina, Ciência ambiental, segurança interna e química analítica.

p Com níveis adequados de financiamento, Datskos prevê um protótipo sendo desenvolvido dentro de seis a 18 meses.