Pesquisadores do Instituto de Ciência Industrial, a Universidade de Tóquio (UTokyo-IIS) projetou novos nanomotores lineares que podem ser movidos em direções controladas usando luz. Este trabalho abre caminho para novos microfluídicos, incluindo sistemas lab-on-a-chip com bombas e válvulas atuadas opticamente.

O mundo das máquinas em nanoescala parece muito diferente daquele que contém as engenhocas às quais nos acostumamos. Por exemplo, alimentar e controlar com precisão um motor menor do que uma única bactéria pode ser muito mais difícil do que, dizer, dirigindo um carro.

Agora, uma equipe de cientistas liderada por UTokyo-IIS apresentou um sistema de motores lineares feitos de nanobastões de ouro que podem se mover em uma direção controlada quando expostos à luz laser. Como um veleiro que pode se mover em qualquer direção desejada ajustando o cordame, esses nanomotores não são obrigados a seguir a direção da luz. Em vez, eles se movem com base em sua orientação, mesmo quando expostos a um feixe de laser viajando de outro ângulo.

O movimento é alimentado pela força óptica lateral criada a partir da dispersão lateral da luz das partículas. Como resultado, a necessidade de focar ou moldar o feixe de laser com lentes, que já foi uma tarefa difícil, é eliminado. Além disso, os tamanhos do motor não são limitados pelo comprimento de onda da luz, ao contrário dos dispositivos anteriores.

"Em vez de se limitar a se mover na direção da luz laser ou do gradiente de campo, a direção é determinada pela orientação das próprias nanopartículas, "O primeiro autor, Yoshito Tanaka, diz. A chave para essa tecnologia é a ressonância localizada de plasmon de superfície - oscilações coletivas de elétrons livres - dentro de matrizes periódicas de nanobastões. Eles podem produzir luz espalhada em uma direção específica." Projeto cuidadoso da separação entre os condutores de nanobastões à interferência construtiva em uma direção e à interferência destrutiva na outra. Isso nos permite produzir espalhamento direcional para impulsionar o nanomotor, "diz o autor sênior Tsutomu Shimura.

Os pesquisadores pretendem usar essa tecnologia para criar uma nova plataforma para maquinários de tamanho nano com peças móveis que seguem caminhos predeterminados enquanto são empurrados pela luz desfocada. Isso reduzirá muito o custo e a complexidade desses dispositivos, ao mesmo tempo que melhora a precisão e a confiabilidade.

O trabalho é publicado em Avanços da Ciência como "Nanomotor linear plasmônico que emprega forças ópticas laterais."