p (Phys.org) —Os físicos construíram uma gaiola de nanofios que bloqueia um ou mais comprimentos de onda de luz de entrar ou escapar, ainda permite que líquidos e gases passem pelas pequenas lacunas entre os nanofios. A "metacage óptica" aproveita as propriedades ópticas das estruturas de nanofios, e poderia ter aplicações, incluindo a proteção de microorganismos da radiação, blindagem óptica de componentes nanofotônicos, e administração de drogas por laser. p Os pesquisadores, Ali Mirzaei, et al., na Australian National University, publicaram um artigo sobre a metacage óptica em uma edição recente da Cartas de revisão física .

p "Introduzimos uma nova classe de estruturas de blindagem óptica e eletromagnética com base em nanofios, "Mirzaei disse Phys.org . "Essas estruturas, que chamamos de metacages, pode fornecer blindagem eletromagnética de banda larga ou estreita. Notavelmente, metacages podem ser projetadas com grandes lacunas entre os nanofios, com espaço suficiente para os líquidos e gases passarem livremente. A natureza discreta das metacages oferece grande flexibilidade no projeto de estruturas de blindagem de formas quase arbitrárias. "

p Em algumas formas, a metacage óptica é semelhante a uma capa de invisibilidade, uma vez que ambos os tipos de dispositivos protegem objetos da radiação eletromagnética. Contudo, a metacage óptica permanece visível, enquanto as capas de invisibilidade não. Também ao contrário das capas de invisibilidade, a metacage óptica pode proteger objetos de forma arbitrária, que os cientistas demonstraram construindo uma metacage no formato da Austrália.

p A metacage óptica pode ser feita de diferentes tipos de nanofios (semicondutores, cerâmica, ou metais) com diferentes números de camadas, incluindo estruturas de duas e três camadas. Os nanofios são espaçados de modo que as lacunas entre eles tenham aproximadamente o tamanho do raio do nanofio. A luz não pode passar por essas lacunas porque os nanofios absorvem a luz que chega dentro desse intervalo. As linhas de fronteira entre a região onde a luz está próxima o suficiente para ser absorvida pelo nanofio e a região onde ela flui ao redor do nanofio sem ser absorvida são chamadas de "separatrizes".

p A fim de bloquear a luz de passar pela metacage, os nanofios em si não precisam se sobrepor, mas as separatrizes de nanofios adjacentes devem se sobrepor. É por isso que a metacage pode ter lacunas enquanto ainda bloqueia a transmissão de luz. O cálculo das separatrizes exige a contabilização não apenas de nanofios individuais, mas também as interações entre vários nanofios.

p A metacage óptica pode ser projetada para bloquear uma ampla gama de comprimentos de onda, ajustando o tamanho das lacunas. Ao diminuir o tamanho da lacuna para cerca de 5-20 nm, os pesquisadores mostraram que é possível blindar larguras de banda de até 600 nm, que é grande o suficiente para proteger todo o alcance visível. As metacagens também podem ser projetadas para bloquear dois comprimentos de onda diferentes simultaneamente (como 440 nm e 600 nm), enquanto permite a passagem de luz de outros comprimentos de onda.

p Embora essas lacunas sejam relativamente pequenas, eles são grandes o suficiente para permitir a passagem de moléculas de líquido e gás. Essa capacidade torna as metacages promissoras para aplicações biológicas, onde eles podem ser usados ​​para proteger microorganismos vivos e células da radiação, enquanto permite que nutrientes e água entrem para manter vivos os seres vivos.

p As metacages também podem ser usadas em circuitos ópticos, onde eles poderiam isolar opticamente os componentes do circuito para eliminar interferências indesejadas. Outra aplicação potencial é na entrega de medicamentos, onde gaiolas contendo drogas podem ser usadas para liberação controlada de drogas.

p No futuro, os pesquisadores planejam investigar melhor essas aplicações e projetar novas configurações de metacage.

p "A ideia de sobrepor as separatrizes e bloquear a propagação das ondas por matrizes de nanofios pode ser expandida para outras nanoestruturas, como nanoesferas, que podem formar metacages 3D completas, "Mirzaei disse. p © 2015 Phys.org