p Um novo tipo de "nanotweezer" capaz de posicionar objetos minúsculos com rapidez e precisão e congelá-los no lugar poderia permitir métodos de detecção em nanoescala aprimorados e auxiliar na pesquisa para fabricar tecnologias avançadas, como computadores quânticos e monitores de ultra-alta resolução. p O dispositivo, fabricado no Centro de Nanotecnologia Birck da Universidade de Purdue, usa uma "nanoantena" cilíndrica de ouro com diâmetro de 320 nanômetros, ou cerca de 1/300 da largura de um cabelo humano. As estruturas concentram e absorvem luz, resultando em "hotspots plasmônicos" e possibilitando a manipulação de objetos em escala nanométrica suspensos em um fluido.

p "A abordagem proposta permite a implementação imediata de uma infinidade de aplicativos interessantes, "disse Alexandra Boltasseva, professor associado de engenharia elétrica e da computação.

p As descobertas são detalhadas em um artigo publicado online em Nature Nanotechnology Segunda-feira (2 de novembro).

p Dispositivos plasmônicos aproveitam nuvens de elétrons chamados plasmons de superfície para manipular e controlar a luz. As aplicações potenciais para o nanotweezer incluem sensores de nanoescala de sensibilidade aprimorada e o estudo de nanoobjetos sintéticos e naturais, incluindo vírus e proteínas; criação de "nanomontagens" para materiais plasmônicos que podem permitir uma série de tecnologias avançadas; visores "opto fl uídicos" de ultra-resolução; e circuitos plasmônicos para unidades lógicas quânticas.

p O nanotweezer pode ser usado para criar dispositivos contendo partículas de nanodiamante ou outras estruturas emissoras de luz em nanoescala que podem ser usadas para aumentar a produção de fótons únicos, cavalos de trabalho do processamento de informações quânticas, que poderia trazer computadores superiores, criptografia e tecnologias de comunicação.

p Os computadores convencionais usam elétrons para processar informações. Contudo, o desempenho pode ser aumentado consideravelmente, empregando as propriedades quânticas únicas de elétrons e fótons, disse Vladimir M. Shalaev, co-diretor de um novo Purdue Quantum Center, diretor científico de nanofotônica no Birck Nanotechnology Center e um distinto professor de engenharia elétrica e de computação.

p "Foi demonstrado que o sistema nanotweezer causa convecção em fluido sob demanda, resultando no transporte de nanopartículas micrômetro por segundo, aproveitando uma única nanoantena plasmônica, que até agora se pensava ser impossível, "disse o doutorando Justus C. Ndukaife.

p Pesquisas anteriores haviam mostrado que a convecção usando uma única nanoantena plasmônica era muito fraca para induzir uma convecção tão forte, abaixo de 10 nanômetros por segundo, que não pode resultar em um transporte líquido de partículas suspensas.

p Contudo, os pesquisadores de Purdue superaram essa limitação, aumentar a velocidade de transporte de partículas em 100 vezes pela aplicação de um campo elétrico de corrente alternada em conjunto com o aquecimento da nanoantena plasmônica usando um laser para induzir uma força muito mais forte do que de outra forma possível.

p "A intensidade do campo eletromagnético local é altamente reforçada, mais de 200 vezes, no ponto de acesso plasmônico, "Ndukaife disse." O interessante sobre este sistema é que não apenas podemos capturar partículas, mas também realizar tarefas úteis porque temos esses pontos de acesso. Se eu levar uma partícula para o ponto de acesso, posso fazer medições, e a detecção é aprimorada porque está em um ponto de acesso. "

p O novo nanotweezer híbrido combina uma luz de laser infravermelho próximo e um campo elétrico, induzindo um "fluxo eletrotermoplasmônico".

p "Então, uma vez que desligamos o campo elétrico, o laser mantém as partículas no lugar, portanto, ele pode operar em dois modos. Primeiro, o transporte rápido usando corrente alternada, e então você desliga o campo elétrico e ele entra no modo de pinça plasmônica, " ele disse.

p Os pesquisadores de Purdue são os primeiros a induzir o fluxo eletrotermoplasmônico usando estruturas plasmônicas.

p O sistema também possibilita a criação de padrões para projetar imagens, potencialmente para monitores com resolução ultrafina.

p O laser captura as partículas, tornando possível posicioná-los com precisão. A técnica foi demonstrada com partículas de poliestireno.