Crédito:Universidade de Leiden
O que navios, morcegos e torpedos têm em comum? Eles navegam emitindo ondas sonoras e ouvindo onde elas são absorvidas ou refletidas. Os humanos fazem o mesmo com as ondas de luz, exceto que eles dependem de fontes externas como o sol para a emissão original. No entanto, ao olhar para algo tão pequeno quanto uma única molécula, isso se torna problemático, como ondas de luz, para não mencionar as ondas sonoras, são maiores do que o próprio objeto.
Dois feixes de luz
Em 2010, O físico de Leiden, Michel Orrit, se tornou o primeiro a obter imagens ópticas de moléculas orgânicas individuais em temperatura ambiente sem usar fluorescência. Agora, ele e seu grupo tornaram sua técnica muito mais sensível, permitindo que eles visualizem seus objetos de interesse - moléculas de polímero condutor sensíveis à luz - de todos os tamanhos. Assim como os morcegos, eles controlam sua própria fonte de ondas e usam frequências variadas. Seu primeiro feixe de luz tem uma cor específica que apenas as moléculas-alvo podem absorver. Isso faz com que eles esquentem um pouco. E por causa da expansão térmica, isso muda o índice de refração do líquido circundante, de modo que um segundo feixe será espalhado de forma diferente nos locais exatos onde as moléculas de interesse estão escondidas.
Fluido crítico
Ainda, Isto é mais fácil dizer do que fazer. Polímeros condutores são rapidamente danificados pela luz, portanto, os cientistas devem ser extremamente cuidadosos para usar apenas intensidades muito baixas. Mas eles não são nem de longe fortes o suficiente para a técnica de absorção e aquecimento em líquidos regulares. Felizmente, os chamados fluidos críticos são extremamente sensíveis às mudanças de temperatura dentro de uma pequena faixa de temperatura. Nesse regime, mesmo o menor poder de aquecimento irá alterar o índice de refração do líquido em uma grande quantidade. Portanto, Orrit usou fluidos críticos e garantiu que a temperatura e a pressão fossem definidas com precisão durante o experimento.
Enquanto eles são excitados por um primeiro feixe de luz, moléculas de polímero condutor único aquecem seus arredores, levando a um espalhamento alterado de um segundo feixe de luz em sua localização (manchas vermelhas). A intensidade das escalas de sinal com a absorção, e, portanto, o tamanho de cada molécula individual. Crédito:Universidade de Leiden
Localize todos eles
"Até agora, só podíamos imaginar as maiores moléculas de polímero por meio de absorção, "diz Orrit." Mas por causa de nosso aprimoramento de sensibilidade, podemos localizar todos eles. E isso também nos dá informações sobre o brilho de cada molécula. Isso é muito importante se você deseja otimizar suas aplicações optoeletrônicas. "
