Ande no vermelho e pare no violeta: membrana singular atua como um semáforo

A membrana plástica tem minúsculos furos preenchidos com cristais líquidos e corante sensível à cor da luz.

taniager

02 Agosto 2010 | 17h54

Membrana, desenvolvida no Laboratório de Energética de Laser, troca a permeabilidade com diferentes cores de luz. Na foto, Eric Glowacki, um dos inventores, está segurando a membrana. Crédito: cortesia da Universidade de Rochester.

Membrana, desenvolvida no Laboratório de Energética de Laser, troca a permeabilidade com diferentes cores de luz. Na foto, Eric Glowacki, um dos inventores, está segurando a membrana. Crédito: cortesia da Universidade de Rochester.

Uma membrana ímpar foi criada por uma equipe de pesquisadores da Universidade de Rochester, EUA. A membrana funciona como um semáforo: iluminada por luz vermelha, ela permite que moléculas de gás passem; a luz ultravioleta a faz bloquear a passagem.

Esta é a primeira vez que uma membrana controlada por luz é desenvolvida. Os inventores da membrana, Eric Glowacki e Kenneth Marshall apresentaram sua criação na conferência anual da Sociedade Internacional de óptica e Fotônica (SPIE, sigla em inglês) em 1º de agosto.

A membrana é um pedaço de plástico rígido crivado de pequenos furos que são preenchidos com cristais líquidos e um corante. Quando a luz vermelha incide na superfície da membrana, as moléculas de corante se alinham e os cristais líquidos caem nestas linhas, permitindo que o gás flua facilmente através dos orifícios. Mas quando a luz ultravioleta ilumina a superfície, as moléculas de corante se desdobram na forma de uma banana e os cristais líquidos se dispersam em orientações aleatórias, obstruindo a abertura e bloqueando a penetração do gás.

Segundo Glowacki, existem várias razões para a preferência em controlar a permeabilidade da membrana por luz, em vez de calor ou eletricidade – dois métodos alternativos muito utilizados. Primeiramente, porque a luz pode ser operada remotamente. Este procedimento, ao eliminar conexões de linhas elétricas com a membrana, permite que engenheiros elaborem configurações mínimas e mais simples.

Outra vantagem é a de que a cor da luz pode ser trocada com precisão e instantaneamente. Outros métodos, por aquecimento ou esfriamento, despendem tempo e podem danificar a membrana quando utilizados repetidamente. Além disso, a luz não inflama certos gases, como hidrocarbonetos ou outros gases inflamáveis. Por último, a quantidade de energia luminosa necessária para bloquear ou liberar a passagem de gás é mínima.  

O processo para criar a membrana tem muitas etapas. Inicialmente, um chip  de plástico duro circular é bombardeado com um feixe de nêutrons para fazer os furos minúsculos, de cerca de um centésimo de um milímetro de diâmetro, com espaçamento uniforme. Em seguida, o chip é embebido em uma solução de cristais líquidos e corante; a mistura preenche os furos através de capilaridade. O produto final é centrifugado para remover o excesso de cristais líquidos da superfície. 

A membrana pode ser útil na liberação de drogas controladas dentro do corpo animal e em tarefas de processamento industrial que exijam a capacidade de ativar ou desativar o fluxo de gás, sem falar nas aplicações de pesquisa.

Veja também:
“Nós” 30 mil vezes menores do que diâmetro de um cabelo são criados
Torce e destorce o cristal: pesquisadores descobrem nova propriedade
Técnica para, armazena e controla luz de laser pela manipulação de elétrons
Pesquisadores demonstram emissão de laser em material orgânico
Maior produção de energia em células a combustível pode ser alcançada