p (Phys.org) - No 4 ^º século, os romanos construíram um copo de vidro especial, chamado de copo Lycurgus, que muda de cor dependendo de como a luz está brilhando através dele. O vidro é feito de prata finamente moída e pó de ouro que produz um efeito dicróico, ou mudança de cor, efeito. Embora os fabricantes da xícara de Lycurgus provavelmente não conhecessem o mecanismo responsável pela mudança de cor do vidro, hoje os cientistas reconhecem o mecanismo como ressonância de plasmon de superfície, e é um fenômeno que continua a ter grande interesse científico. p Em um novo estudo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , Yunuen Montelongo, et al., na Universidade de Cambridge, no Reino Unido, usaram a ressonância de plasmon de superfície como uma nova maneira de construir hologramas. Semelhante ao copo Lycurgus, os novos hologramas podem mudar de cor devido à luz espalhada por nanopartículas de prata de tamanhos e formas específicas. Devido à capacidade de criar duas cores simultaneamente e armazenar grandes quantidades de informações, os novos hologramas podem ter aplicativos em telas 3D e dispositivos de armazenamento de informações, entre outros.

p "Este experimento é inspirado nas propriedades ópticas únicas mostradas pela xícara de Lycurgus, "Montelongo disse Phys.org . "Esta peça excepcional muda de cor de acordo com a posição da fonte de luz. Se iluminada de um lado, parece verde, mas se for iluminado pelo outro, torna-se vermelho. Em contraste com outros efeitos dicróicos produzidos por alguns cristais, como opalas preciosas, os efeitos coloridos da xícara de Lycurgus têm pouca dependência da posição do observador. Na verdade, o dicroísmo encontrado na taça de Lycurgus tem uma origem diferente dos cristais e até agora esse 'efeito plasmônico' não foi observado em materiais de ocorrência natural. "

p Embora existam várias maneiras de construir hologramas, quase todos os hologramas tradicionais são de uma única cor, e os hologramas multicoloridos que existem enfrentam limitações. Por exemplo, não existe nenhuma metodologia que possa produzir hologramas multicoloridos de uma superfície.

p Aqui, os pesquisadores demonstraram que é possível construir hologramas multicoloridos a partir de um único plano. Os novos hologramas consistem em nanopartículas de prata projetadas com precisão e padronizadas sobre um substrato.

p Uma diferença fundamental nos novos hologramas é o tamanho menor das franjas de difração, que controlam a interferência do comprimento de onda da luz. Em hologramas tradicionais, essas franjas são maiores que a metade do comprimento de onda da luz. Em contraste, as franjas aqui são substituídas por nanopartículas menores que a metade do comprimento de onda da luz. Os pesquisadores mostraram que a difração de banda mais estreita, que cria os efeitos coloridos, é produzido por espalhamento óptico aprimorado por plasmonic das nanoestruturas.

p A distância do comprimento de onda abaixo oferece certas vantagens. Por exemplo, dois tipos diferentes de nanopartículas plasmônicas podem ser multiplexados, ou combinado, mas não acoplado, em distâncias abaixo do comprimento de onda. Ao usar nanopartículas de prata com diferentes formas e tamanhos, os pesquisadores podiam controlar as cores.

p Além de fornecer várias cores, a multiplexação de duas nanopartículas tem a vantagem de aumentar os limites de informação da largura de banda. Os pesquisadores mostraram que cada nanopartícula carrega informações independentes, como polarização e comprimento de onda, que pode ser controlado simultaneamente. Com o dobro do número de nanopartículas, a quantidade total de informações binárias armazenadas pode exceder os limites tradicionais de difração.

p "Foi demonstrado que nanopartículas com propriedades ressonantes podem ser desacopladas em distâncias de comprimento de onda para que seus campos eletromagnéticos tenham interação mínima, "Disse Montelongo." O dispositivo apresentado demonstra que essas nanopartículas podem armazenar e transferir informações independentes além dos limites de difração, que está em contraste com estruturas não ressonantes. Devido à natureza deste fenômeno, foi possível demonstrar, pela primeira vez, um holograma que projeta imagens coloridas em 180 graus. Essa projeção é tão ampla que nem mesmo é possível exibi-la em um plano, e uma esfera difusiva deve ser usada. "

p Esses recursos tornam o novo holograma muito atraente para aplicações futuras.

p "Além da aplicação evidente na substituição dos típicos 'hologramas de arco-íris' de cartões de crédito e outros itens de segurança, este fenômeno pode ser usado para projeção de imagens em esferas, que até agora não foi alcançado com a ótica convencional, "disse o co-autor Calum Williams da Universidade de Cambridge." Além disso, este conceito pode ser aplicado como base para a produção de displays coloridos tridimensionais dinâmicos. Na área de informática, essas configurações holográficas podem armazenar informações em áreas de comprimento de onda inferior. Isso significa que os dispositivos de armazenamento óptico de dados, como CDs, DVDs ou Blu-ray podem potencialmente expandir seus limites de armazenamento. "

p Os pesquisadores planejam investigar melhor essas aplicações e outras no futuro.

p “As pesquisas futuras estão focadas no estudo de mecanismos para o ajuste do efeito plasmônico para aplicações em display, "O objetivo principal é a integração de novos esquemas de modulação para produzir telas ultrafinas e hologramas dinâmicos", disse Montelongo. p © 2014 Phys.org