Pesquisadores da Universidade Nacional Australiana conseguiram mover nanopartículas no ar ao longo de grandes distâncias, utilizando apenas um feixe de laser especialmente projetado para a tarefa.Embora eles se refiram ao feito como o primeiro passo rumo a um "raio trator", uma forma de capturar naves espaciais ou asteroides, muito difundida em filmes de ficção científica, o experimento não funcionaria no vácuo do espaço.
Contudo, o feito pode ter grande impacto aqui na Terra, se não para arrastar pedras e carros, pelo menos para ajudar na delicada montagem de micro e nanomáquinas e de componentes eletrônicos em nanoescala e para lidar com amostras biológicas.
Raio laser oco
A equipe do professor Andrei Rode usou um feixe oco de laser para capturar micro e nanopartículas em seu núcleo escuro.
O laser oco funciona como um duto, ao longo do qual as partículas absorvedoras de luz podem ser movimentadas para frente e para trás a distâncias de até um metro.
"Quando as pequenas partículas são capturadas neste núcleo escuro, coisas muito interessantes começam a acontecer," conta o Dr. Rode. "Como a gravidade, as correntes de ar e os movimentos aleatórios das moléculas do ar ao redor da partícula empurra-a para fora do centro. Um dos seus lados fica iluminado pelo laser, enquanto o outro fica no escuro."
Como as partículas são sensíveis à luz, a diferença cria um pequeno empuxo, conhecido como força fotoforética, que empurra a partícula pelo túnel de luz.
"Além do efeito de aprisionamento, uma parte da energia do feixe e a força resultante empurra a partícula ao longo do duto oco do laser," diz o pesquisador.
Os experimentos foram feitos com nanopartículas de carbono com dimensões entre 100 nanômetros e 10 micrômetros, que foram aprisionadas e movimentadas por um laser de baixa potência, na faixa dos microWatts.
Usos práticos do raio trator
O raio trator se mostrou bastante preciso, posicionando a partícula com uma precisão de 2 micrômetros tanto na transversal quanto na longitudinal.
Outro elemento importante do experimento é que a estratégia de aprisionamento segura as partículas na intensidade mínima do laser, reduzindo assim o aquecimento a que elas ficam sujeitas e inibindo alterações em suas propriedades induzidas pela luz.
Os pesquisadores destacam que isto é um ponto importante para estudar diretamente as propriedades das partículas e para usar o raio trator para capturar células vivas.
E o Dr. Rode prevê ainda várias outras aplicações práticas para o seu raio trator.
"[As aplicações possíveis] incluem dirigir e ajuntar partículas no ar, manipular micro-objetos, capturar amostras de aerossóis atmosféricos, além de capturar e manusear materiais sem contato e com baixo nível de contaminação.
"Além disso, o feixe de laser oco poderá ser utilizado para transportar substâncias perigosas e micróbios, em pequenas quantidades", prevê ele.
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