Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) desenvolveram um sensor que não apenas detecta nanopartículas cada vez menores, mas também detecta seu estado e rastreia seu movimento no espaço. Com a ajuda de novos sensores, será possível ver o que antes era difícil ou impossível, desde vírus no ar e proteínas no corpo até impurezas individuais em semicondutores e muito mais.
Fonte da imagem: Markus Breig, KIT
O artigo de desenvolvimento foi publicado na Nature Communications e está disponível gratuitamente aqui. Em suma, o sensor altamente sensível e compacto proposto pelos cientistas é um novo tipo do conhecido ressonador Fabry-Perot. Trata-se de um sistema de dois espelhos coaxiais opostos um ao outro, cuja luz se reflete repetidamente até a manifestação do efeito de ressonância. E se nos microscópios comuns com campo de luz os objetos em nanoescala não são visíveis, por serem pequenos demais para a reflexão detectada e a absorção das ondas de luz, estando então no campo de luz de mil reflexos, o segredo se torna aparente.
Se uma nanopartícula está em um campo de luz observado, ela interage com a luz milhares de vezes e isso leva a uma mudança na intensidade da luz, que pode ser facilmente medida. Além disso, o campo de luz terá diferentes intensidades em diferentes pontos do espaço. Isso permite tirar conclusões sobre a posição e o comportamento da nanopartícula no espaço tridimensional. Assim, torna-se possível observar o movimento browniano em um meio onde as moléculas colidem com as nanopartículas e estudar tanto os meios quanto as nanopartículas em toda a sua diversidade. Isso não quer dizer que antes fosse impossível fazer isso, mas de uma forma bastante simples, proposta por cientistas alemães, as observações não estavam disponíveis.
Fonte da imagem: Nature Communications
As aplicações potenciais do ressonador incluem a detecção de movimento tridimensional com alta resolução temporal e a determinação das propriedades ópticas de nanopartículas biológicas, como proteínas, DNA ou vírus. Assim, o sensor pode fornecer informações sobre processos biológicos que ainda não foram estudados. O próprio sensor é um sistema de fibra ótica com uma lacuna e seções espelhadas, entre as quais as amostras são passadas para estudo. O bombeamento é feito com laser.