Criado o primeiro moinho nanométrico que dirige disco micrométrico

Criado o primeiro moinho de luz em escala nanométrica, cuja velocidade e direção podem ser controladas pelo desligamento da freqüência das ondas de luz.

taniager

06 Julho 2010 | 16h33

Forças ópticas moveram o motor do moinho com uma onda de comprimento de luz de 810 nanômetros (esquerda) e 1.700 nanômetros. Com o comprimento de onda de 810 nm, a luz atinge o lado externo dos braços, induzindo um torque de sentido anti-horário no motor. Com 1.700 nm, a luz passa através das aberturas e incide sobre o “cotovelo” do motor, fornecendo um torque de sentido horário. Crédito: cortesia da equipe de Zhang.

Forças ópticas moveram o motor do moinho com uma onda de comprimento de luz de 810 nanômetros (esquerda) e 1.700 nanômetros. Com o comprimento de onda de 810 nm, a luz atinge o lado externo dos braços, induzindo um torque de sentido anti-horário no motor. Com 1.700 nm, a luz passa através das aberturas e incide sobre o “cotovelo” do motor, fornecendo um torque de sentido horário. Crédito: cortesia da equipe de Zhang.

Uma equipe de pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e da Universidade da Califórnia, Berkeley, criou o primeiro moinho de luz em escala nanométrica, cuja velocidade e direção podem ser controladas pelo desligamento da frequência das ondas de luz. O moinho de luz abre uma gama de possibilidades em aplicações futuras, incluindo uma nova geração em nanoescala de sistemas eletromecânicos (NEMS, sigla em inglês), coletores de luz solar, além de robôs que poderão executar in vivo manipulações de DNA e outras moléculas biológicas. A matéria foi publicada na última segunda-feira.

O moinho de luz – um motor rotativo impulsionado pela luz – com apenas 100 nanômetros pode controlar objetos milhares de vezes maiores. Isto quer dizer que o nanomoinho pode controlar um disco de silício de micrômetros de tamanho, quatro mil vezes seu tamanho, quando é iluminado por luz polarizada linearmente.

Como funciona

A força que a luz exerce na matéria pode ser aumentada em uma nanoestrutura quando as frequências de ondas de luz incidentes são ressonantes com os plasmons metálicos – ondas foto plasmáticas de superfície que são revertidas através da condução de elétrons do metal.

A equipe liderada por Xiang Zhang criou um moinho de luz no formato de gamadion (cruz comumente conhecida como suástica), um tipo de nanomotor de ouro que foi projetada estruturalmente para maximizar as interações entre luz e matéria. A estrutura meta-material induz um momento angular na luz que por sua vez impulsiona o nano motor.