p Progresso no desenvolvimento de dispositivos nanofotônicos capazes de suportar altas temperaturas e condições adversas para aplicações, incluindo armazenamento de dados, de detecção, cuidados de saúde e energia dependerão da comunidade de pesquisa e da indústria em adotar novos materiais de "cerâmica plasmônica", de acordo com um comentário esta semana no jornal Ciência . p Em uma abordagem nanofotônica promissora - plasmonics - nuvens de elétrons chamadas plasmons de superfície são usadas para manipular e controlar a luz em escala nanométrica. Dispositivos plasmônicos em desenvolvimento muitas vezes dependem do uso de metais como ouro e prata, que não são práticos para a maioria das aplicações industriais porque são incapazes de resistir a aquecimento extremo e outras condições adversas. Eles também não são compatíveis com o processo de fabricação de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS) usado para construir circuitos integrados.

p Agora, os pesquisadores estão propondo o uso de cerâmicas plasmônicas, como nitreto de titânio e nitreto de zircônio, em vez de ouro e prata.

p "Recentemente, mostramos que as cerâmicas plasmônicas oferecem propriedades semelhantes às do ouro, mas têm vantagens que esses metais nobres não têm, "disse Alexandra Boltasseva, professor associado de engenharia elétrica e da computação na Purdue University.

p Ela foi co-autora de um artigo Perspectives esta semana em Ciência com Vladimir M. Shalaev, diretor científico de nanofotônica no Centro de Nanotecnologia Birck de Purdue e um distinto professor de engenharia elétrica e de computação.

p Os materiais cerâmicos plasmônicos são promissores para vários avanços potenciais, incluindo gravação e armazenamento de dados muito mais densos do que agora é possível; sensores capazes de suportar altas temperaturas para as indústrias de petróleo e gás; novos tipos de sistemas de coleta de luz e recuperação de energia residual; circuitos eletrônicos que aproveitam a luz para processar informações; e tratamento do câncer.

p “Pode levar apenas alguns anos até que tenhamos alguns dispositivos e novas funcionalidades possibilitadas pela plasmônica, "Boltasseva disse.

p Shalaev e Boltasseva formaram a Nano-Meta Technologies Inc. no Purdue Research Park, e estão trabalhando para desenvolver uma nova tecnologia para gravação de dados em discos rígidos de computador com base em gravação magnética assistida por calor, ou HAMR; termofotovoltaicos solares, em que uma camada ultrafina de "metamateriais" plasmônicos poderia melhorar a eficiência da célula solar; e uma nova abordagem terapêutica clínica usando nanopartículas para o tratamento do câncer.

p O HAMR poderia tornar possível registrar dados em uma escala pequena sem precedentes usando "nanoantenas" e aumentar a quantidade de dados que podem ser armazenados em um disco magnético padrão de 10 a 100 vezes, Shalaev disse.

p Na terapia do câncer, nanopartículas são injetadas na corrente sanguínea e se agregam ao redor dos tumores. Quando exposto a uma fonte de luz, eles esquentam, matando células cancerosas. Contudo, partículas de ouro oferecem um desafio porque devem ser moldadas em formas geométricas específicas, como "nanoconchas, "ou eles não funcionarão.

p "Mas com nitreto de titânio podemos usar partículas simples e pequenas como nanoesferas, e eles funcionarão tão bem quanto as geometrias complexas necessárias para o ouro, "Boltasseva disse.

p Outras aplicações potenciais incluem fotodetectores minúsculos e interconexões de luz e moduladores pequenos o suficiente para caber em chips eletrônicos.