quarta-feira, 30 de novembro de 2016

Vendo ligações químicas



Menor lente do mundo mostra ligações químicas entre átomos
Redação do Site Inovação Tecnológica -  17/11/2016






 
Com a nova lente será possível explorar novos dispositivos de armazenamento de dados optomecânicos, nos quais a informação seja escrita e lida por luz e armazenada na forma de vibrações moleculares. [Imagem: NanoPhotonics Cambridge/Bart deNijs]


Menor lente de aumento do mundo
Durante séculos, os cientistas acreditaram que a luz, como todas as ondas, não poderia ser focada em um ponto menor do que seu comprimento de onda - pouco menos de um milionésimo de metro, ou algumas centenas de nanômetros.

Essa crença vem sendo desmistificada ao longo dos anos com o auxílio de diversas técnicas, incluindo metalentes e diversos tipos de lentes planas.

Agora, uma equipe do Reino Unido e da Espanha criou a menor lente de aumento do mundo, capaz de concentrar a luz em um ponto um bilhão de vezes menor, até a escala de átomos individuais.

Felix Benz e seus colegas usaram nanopartículas para construir a menor cavidade óptica já feita, tão pequena que apenas uma única molécula pode caber dentro dela. A cavidade - que a equipe chamou de "picocavidade" - foi esculpida em uma nanoestrutura de ouro, sendo ela a responsável por confinar a luz a menos de um bilionésimo de metro.

"Nossos modelos sugerem que átomos individuais que se projetam [da superfície da nanopartícula] podem atuar como pequenos pára-raios, mas focando a luz em vez da eletricidade," disse o professor Javier Aizpurua, da Universidade Politécnica de Valência.

Novos campos de pesquisas e aplicações
Com um foco tão minúsculo, com dimensões similares às de um único átomo, torna-se possível observar ligações químicas individuais dentro de moléculas, abrindo novas formas de estudar a luz e a matéria.

Por exemplo, é possível fazer com que as moléculas na cavidade passem por reações químicas e observar tudo o que acontece, o que pode permitir o desenvolvimento de tipos inteiramente novos de sensores.

Em sentido mais amplo, o avanço tem o potencial para abrir um novo campo de estudo e exploração de reações químicas catalisadas por luz, permitindo que moléculas complexas sejam construídas a partir de componentes menores.

Além disso, a equipe afirma ser possível explorar novos dispositivos de armazenamento de dados optomecânicos, nos quais a informação seja escrita e lida por luz e armazenada na forma de vibrações moleculares.
Bibliografia:

Single-molecule optomechanics in "picocavities"
Felix Benz, Mikolaj K. Schmidt, Alexander Dreismann, Rohit Chikkaraddy, Yao Zhang, Angela Demetriadou, Cloudy Carnegie, Hamid Ohadi, Bart de Nijs, Ruben Esteban, Javier Aizpurua, Jeremy J. Baumberg
Science - Vol.: 354, Issue 6313, pp. 726-729 - DOI: 10.1126/science.aah5243

quarta-feira, 9 de novembro de 2016

Modernidade



Transístor de 1 nanômetro empurra limites da miniaturização
Redação do Site Inovação Tecnológica -  11/10/2016






 Esquema de funcionamento do transístor de 1 nanômetro - tudo em escala atômica [Imagem: Sujay Desai/Berkeley Lab]



Limites da eletrônica
Em tempos de transistores atômicos, o título de menor transístor do mundo começa a exigir a criação de categorias para os diversos tipos de avanços mais recentes.

Em termos de um transístor compatível com a tecnologia atual, um novo recorde acaba de ser estabelecido por Sujay Desai e seus colegas da Universidade de Berkeley, nos EUA.

Desai usou uma camada de silício, sobre a qual depositou uma monoatômica de molibdenita e nanotubos de carbono, construindo um transístor cuja porta mede exatamente 1 nanômetro.

O feito é importante porque já se defendeu que as leis da física impediriam fabricar transistores menores do que 10 nanômetros porque, abaixo disso, as leis da mecânica quântica passariam a imperar e interfeririam com o funcionamento tradicional do componente.

A realidade mostrou que não é bem assim, e vários transistores hoje usam justamente os fenômenos quânticos para funcionar - eles são essencialmente "transistores quânticos". Para a tecnologia da microeletrônica atual, à base de silício, os físicos hoje defendem um limite físico dos transistores em 5 nanômetros, embora os processadores estejam chegando ao patamar dos 7 nanômetros em escala experimental.
Há espaço para miniaturização
"Nós desenvolvemos um transístor com uma porta de 1 nanômetro, mostrando que, escolhendo os materiais adequados, há muito espaço para miniaturizarmos nossa eletrônica," disse o professor Ali Javey, coordenador da equipe.

Os materiais escolhidos pela equipe foram nanotubos de carbono e a promissora molibdenita (MoS2), um material que já vem sendo pesquisado para uso em uma nova geração de LEDs, lasers, células solares e, claro, transistores.

Resta agora o desafio nada desprezível de fabricar esses nanotransistores em larga escala e com funcionamento padronizado.

Bibliografia:

MoS2 transistors with 1-nanometer gate lengths
Sujay B. Desai, Surabhi R. Madhvapathy, Angada B. Sachid, Juan Pablo Llinas, Qingxiao Wang, Geun Ho Ahn, Gregory Pitner, Moon J. Kim, Jeffrey Bokor, Chenming Hu, H.-S. Philip Wong, Ali Javey
Science
Vol.: 354, Issue 6308, pp. 99-102
DOI: 10.1126/science.aah4698