Cientistas da Universidade da Pensilv\u00e2nia, nos Estados Unidos, criaram um circuito molecular capaz de transformar luz em corrente el\u00e9trica utilizando os plasmons de superf\u00edcie, pacotes de energia que flutuam sobre a superf\u00edcie dos metais, em vez de viajar pelo seu interior. <\/p>\n
Os plasmons de superf\u00edcie est\u00e3o na crista da onda de uma s\u00e9rie de pesquisas que est\u00e3o criando a \u00e1rea da plasm\u00f4nica, um campo emergente da tecnologia em nanoescala frequentemente chamado de “luz por meio de fios” – veja mais em Plasm\u00f4nica: em busca da computa\u00e7\u00e3o \u00e0 velocidade da luz. <\/p>\n
Esta \u00e9 a primeira vez que cientistas demonstraram a possibilidade de usar o fen\u00f4meno, que se verifica em nanoescala, para induzir o movimento de el\u00e9trons, produzindo eletricidade. <\/p>\n
Esta \u00e9 a primeira vez que cientistas demonstraram a possibilidade de usar as ondas superficiais, chamadas plasmons de superf\u00edcie, para induzir o movimento de el\u00e9trons, produzindo eletricidade em nanoescala. [Imagem: Banerjee et al.\/ACS Nano] Aplica\u00e7\u00f5es<\/strong>\u00a0<\/p>\n Em 2005, um outro grupo de cientistas h\u00e1 havia descoberto que h\u00e1 uma analogia entre f\u00f3tons e el\u00e9trons. O fen\u00f4meno vem sendo explorado em diversas \u00e1reas. <\/p>\n A descoberta da gera\u00e7\u00e3o de eletricidade induzida pelos plasmons de superf\u00edcie abre caminho n\u00e3o apenas para novas formas de transformar a luz do Sol em eletricidade, mas tamb\u00e9m de construir uma fam\u00edlia inteiramente nova de componentes potencialmente substitutos dos atuais componentes eletr\u00f4nicos, como os transistores, que poderiam ser acionados diretamente por luz, em vez de eletricidade. <\/p>\n O dispositivo consiste de um conjunto de mol\u00e9culas de ouro enfileiradas, formando o que \u00e9 conhecido tecnicamente como um transdutor, um dispositivo capaz de transformar um tipo de energia em outro. <\/p>\n Eletricidade induzida por plasmons C\u00e9lulas solares de ouro podem n\u00e3o soar como algo exatamente barato, mas cada uma das c\u00e9lulas \u00e9 formada por apenas algumas mol\u00e9culas de ouro. E, ao interagir diretamente com os f\u00f3tons, elas funcionam de forma extremamente eficiente. <\/p>\n O sistema molecular de captura de energia poderia ser utilizado, por exemplo, para alimentar pequenos dispositivos eletr\u00f4nicos, como sensores, que passariam a funcionar sem a necessidade de baterias. <\/p>\n Armazenamento de dados em computadores Nos computadores atuais, os dados s\u00e3o armazenados de forma bin\u00e1ria, onde a presen\u00e7a ou aus\u00eancia de carga el\u00e9trica, ou a dire\u00e7\u00e3o de uma magnetiza\u00e7\u00e3o, representam os 0s e os 1s. <\/p>\n Usando o novo dispositivo molecular, essas informa\u00e7\u00f5es poderiam ser armazenadas na forma de comprimentos de onda da luz, com varia\u00e7\u00f5es virtualmente infinitas. <\/p>\n Circuito molecular gerador de energia<\/strong> <\/p>\n O circuito molecular foi constru\u00eddo depositando nanopart\u00edculas fotossens\u00edveis de ouro sobre uma base de vidro. Os pesquisadores ajustaram cuidadosamente os espa\u00e7os entre as nanopart\u00edculas at\u00e9 que atingir uma dist\u00e2ncia \u00f3tima entre elas. <\/p>\n A seguir, foi utilizada uma fonte de luz para excitar os el\u00e9trons condutores, chamados plasmons, fazendo-os surfar sobre a superf\u00edcie das nanopart\u00edculas de ouro e focalizar a luz na jun\u00e7\u00e3o onde as nanopart\u00edculas se interconectam. <\/p>\n O efeito plasmon aumenta a efici\u00eancia da produ\u00e7\u00e3o de corrente el\u00e9trica na mol\u00e9cula por um fator que varia de 400 a 2000. <\/p>\n Quando a radia\u00e7\u00e3o \u00f3ptica excita os plasmons de superf\u00edcie e as nanopart\u00edculas est\u00e3o acopladas de forma otimizada, cria-se um forte campo eletromagn\u00e9tico entre as nanopart\u00edculas de ouro. As nanopart\u00edculas ent\u00e3o se acoplam, formando uma rota aberta entre dois eletrodos fixados nas duas extremidades do circuito molecular. <\/p>\n Ou seja, os el\u00e9trons podem ser transportados dessa f\u00e1brica de eletricidade super eficiente para o mundo exterior, onde podem ser aproveitados de forma \u00fatil.\u00a0<\/p>\n Antena \u00f3ptica<\/strong><\/p>\n O tamanho, o formato e a dist\u00e2ncia entre as part\u00edculas podem ser ajustados para que o circuito funcione com diversos comprimentos de onda. Quando os tr\u00eas par\u00e2metros s\u00e3o ajustados para criar uma antena \u00f3ptica “ressonante”, os fatores de ganho do circuito superam a casa dos milhares. <\/p>\n Al\u00e9m disso, os pesquisadores demonstraram que a magnitude da fotocondutividade das nanopart\u00edculas acopladas pelos plasmons de superf\u00edcie pode ser ajustada independentemente das caracter\u00edsticas \u00f3pticas da mol\u00e9cula utilizada, um resultado que tem implica\u00e7\u00f5es significativas para o desenvolvimento dos futuros dispositivos optoeletr\u00f4nicos em nanoescala. <\/p>\n Da nanoescala para o uso pr\u00e1tico <\/p>\n “Se a efici\u00eancia do sistema puder ser ampliada sem quaisquer limita\u00e7\u00f5es adicionais, que ainda n\u00e3o descobrimos, n\u00f3s poderemos em tese fabricar circuitos moleculares com o di\u00e2metro de um fio de cabelo e com v\u00e1rios cent\u00edmetros de comprimento, que atingir\u00e3o rendimentos na casa dos volts e dos amperes,” diz Dawn Bonnell, que coordenou a pesquisa. <\/p>\n Como os diversos compostos moleculares apresentam propriedades \u00f3pticas e el\u00e9tricas muito diversas, as estrat\u00e9gias usadas na fabrica\u00e7\u00e3o e estudo deste circuito molecular poder\u00e3o estabelecer os princ\u00edpios para a fabrica\u00e7\u00e3o de um novo conjunto de componentes nos quais as propriedades el\u00e9tricas de mol\u00e9culas individuais, propriedades estas controladas pelos pl\u00e1smons de superf\u00edcie, poder\u00e3o ser ajustadas para diversas formas de captura de energia. <\/p>\n Autor: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Cientistas da Universidade da Pensilv\u00e2nia, nos Estados Unidos, criaram um circuito molecular capaz de transformar luz em corrente el\u00e9trica utilizando os plasmons de superf\u00edcie, pacotes de energia que flutuam sobre a superf\u00edcie dos metais, em vez de viajar pelo seu interior. 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\nAo receber as ondas eletromagn\u00e9ticas – os f\u00f3tons da luz, por exemplo – o dispositivo cria os plasmons de superf\u00edcie, que por sua vez induzem uma corrente el\u00e9trica ao longo das mol\u00e9culas, de forma similar ao que acontece nas c\u00e9lulas solares. <\/p>\n
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\nO circuito molecular tamb\u00e9m poder\u00e1 ser \u00fatil em uma nova forma, mais flex\u00edvel e poderosa, para o armazenamento de dados em computadores. <\/p>\n