p (PhysOrg.com) - Em descobertas que levaram os pesquisadores três anos para acreditar, Engenheiros da Universidade de Michigan e seus colaboradores demonstraram que a própria luz pode torcer fitas de nanopartículas. p Os resultados são publicados na edição atual do Ciência .

p A matéria facilmente se curva e distorce a luz. Esse é o mecanismo por trás das lentes óticas e dos óculos polarizadores de filmes 3-D. Mas a interação oposta raramente foi observada, disse Nicholas Kotov, investigador principal do projeto. Kotov é professor dos departamentos de Engenharia Química, Engenharia Biomédica e Ciência e Engenharia de Materiais.

p Embora se saiba que a luz afeta a matéria na escala molecular - dobrando ou torcendo moléculas de alguns nanômetros de tamanho - ela não foi observada causando tal torção mecânica drástica em partículas maiores. As fitas de nanopartículas neste estudo tinham entre um e quatro micrômetros de comprimento. Um micrômetro é um milionésimo de um metro.

p "Eu não acreditei no começo, "Kotov disse." Para ser honesto, levamos três anos e meio para realmente descobrir como os fótons de luz podem levar a uma mudança tão notável em estruturas rígidas mil vezes maiores do que as moléculas. "

p Kotov e seus colegas decidiram neste estudo criar partículas "superquirais" - espirais de metais mistos em nanoescala que poderiam teoricamente focalizar a luz visível em partículas menores que seu comprimento de onda. Materiais com este "índice de refração negativo" único podem ser capazes de produzir mantos de invisibilidade semelhantes aos Klingon, disse Sharon Glotzer, professora dos departamentos de Engenharia Química e Ciência e Engenharia de Materiais, também envolvida nos experimentos. As fitas de nanopartículas torcidas podem levar aos materiais superquirais, os professores dizem.

p Para começar a experiência, os pesquisadores dispersaram nanopartículas de telureto de cádmio em uma solução à base de água. Eles os verificaram intermitentemente com microscópios poderosos. Após cerca de 24 horas sob luz, as nanopartículas haviam se montado em fitas planas. Após 72 horas, eles haviam se torcido e agrupado no processo.

p Mas quando as nanopartículas foram deixadas no escuro, distinto, grande, fitas retas formadas.

p "Descobrimos que se fizermos fitas planas no escuro e depois as iluminarmos, vemos uma torção gradual, torção que aumenta à medida que brilhamos mais luz, "Kotov disse." Isso é muito incomum em muitos aspectos. "

p A luz torce as fitas, causando uma repulsão mais forte entre as nanopartículas nelas.

p A fita torcida é uma nova forma em nanotecnologia, Kotov disse. Além de materiais superquirais, ele imagina aplicações inteligentes para a forma e a técnica usadas para criá-la. Sudhanshu Srivastava, um pesquisador de pós-doutorado em seu laboratório, está tentando fazer as espirais girarem.

p "Ele está fazendo hélices muito pequenas para se mover através de fluidos --- submarinos em nanoescala, Se você for, "Kotov disse." Você costuma ver esse motivo de estruturas retorcidas em órgãos de mobilidade de bactérias e células.

p Os submarinos em nanoescala poderiam ser usados ​​para entrega de drogas e em sistemas microfluídicos que imitam o corpo para experimentos.

p Esse efeito de torção recém-descoberto também pode levar a sistemas microeletromecânicos controlados pela luz. E poderia ser utilizado em litografia, ou produção de microchip.

p Glotzer e Aaron Santos, uma pesquisadora de pós-doutorado em seu laboratório, realizou simulações de computador que ajudaram Kotov e sua equipe a entender melhor como as fitas se formam. As simulações mostraram que, em certas circunstâncias, a complexa combinação de forças entre as nanopartículas em forma tetraédrica poderia conspirar para produzir fitas com a mesma largura observada nos experimentos. Um tetraedro é em forma de pirâmide, poliedro tridimensional.

p "O equilíbrio preciso de forças que levam à automontagem das fitas é muito revelador, "Glotzer disse." Ele poderia ser usado para estabilizar outras nanoestruturas feitas de partículas não esféricas. É tudo sobre como as partículas querem se embalar. "