p (PhysOrg.com) - Ao observar como a energia se move em um pequeno dispositivo semelhante a um trampolim, Os pesquisadores da Cornell estão um passo mais perto de criar sensores extraordinariamente minúsculos que podem reconhecer instantaneamente substâncias nocivas no ar ou na água. p Os pesquisadores, liderado pelo professor de física aplicada e engenharia Harold Craighead, fez um dispositivo com apenas 200 nanômetros de espessura e alguns mícrons de comprimento, com um cantilever oscilante pendurado em uma extremidade. (Um nanômetro é um bilionésimo de um metro; um mícron é um milionésimo de um metro.) Eles identificaram exatamente como ajustar sua sensibilidade - um avanço que poderia levar a tecnologias de detecção avançadas.

p Os experimentos detalhados online em 8 de fevereiro em Journal of Applied Physics mostrar como esses osciladores, que são sistemas nanoeletromecânicos (NEMS), poderia um dia ser transformado em dispositivos do dia-a-dia alinhando milhões deles e tratando cada cantilever com uma determinada molécula.

p "O grande objetivo é ser capaz de conduzir matrizes dessas coisas, todas em sincronia direta, "disse o primeiro autor Rob Ilic, um associado de pesquisa no Cornell NanoScale Science and Technology Facility. "Eles podem ser funcionalizados com diferentes químicas e biomoléculas para detectar vários patógenos - não apenas uma coisa."

p O cantilever é como um trampolim que ressoa em frequências distintas. Em pesquisas anteriores, a equipe demonstrou que, ao tratar o cantilever com diferentes substâncias, eles podem dizer quais outras substâncias estão presentes. Por exemplo, Os anticorpos de E. coli anexados ao cantilever podem detectar a presença de E. coli na água.

p Os pesquisadores aperfeiçoaram o design dos osciladores, Ilic disse, colocando seu dispositivo em cima de uma camada de dióxido de silício, todos os quais repousam sobre um substrato de silício. Uma almofada com orifícios conecta pinos de dióxido de silício, alinhados como postes de telefone, que eventualmente termina no cantilever.

p Um feixe de laser, ligado na extremidade do cantilever, desce pelo dispositivo e faz com que o oscilador oscile. A frequência é então medida iluminando outro laser no oscilador e observando padrões na luz refletida.

p Os "postes de telefone" permitem que a energia se mova com eficiência pelo dispositivo, evitando que ele entorte ou caia. O design facilita a leitura da frequência ressonante do cantilever.

p Nesse processo, os pesquisadores descobriram que em distâncias curtas, a energia do laser veio na forma de calor, que se dissipa rapidamente. Mas quando o laser foi estacionado a centenas de mícrons de distância do cantilever, a energia veio na forma de ondas acústicas que viajaram através do dispositivo, dissipou-se mais lentamente, e permitiu que eles tornassem seu dispositivo mais longo.