Cientistas da Universidade de Siracusa, nos Estados Unidos, descobriram uma forma de sintetizar a luz natural produzida pelos animais, a chamada bioluminescência.
A luz dos vagalumes é um dos exemplos de bioluminescência mais eficientes encontrados na natureza, com uma luz extremamente brilhante.
Rabeka Alam e seus colegas usaram a nanotecnologia para recriar artificialmente a bioluminescência natural dos vagalumes com uma eficiência de 20 a 30 vezes maior do que já havia sido obtido anteriormente.
Eles criaram uma estrutura semicondutora, que eles chamam de nanobastões quânticos, formada por uma camada externa de sulfeto de cádmio e um núcleo de seleneto de cádmio, às quais são ligadas enzimas copiadas dos animais.
"Nós descobrimos uma forma de imitar a biologia para aplicações não-biológicas, manipulando a interface entre componentes biológicos e não-biológicos," disse Mathey Maye, coordenador do estudo.
Luciferina e luciferase
Os vagalumes geram sua luz por meio de uma reação química entre a luciferina e a enzima luciferase.
Na luminescência sintética, a luciferase é conectada aos nanobastões, aos quais é posteriormente adicionada a luciferina, que funciona como uma espécie de combustível.
A energia liberada pela interação entre o combustível e a enzima é transferida para os nanobastões, fazendo-os brilhar com muito intensidade.
O processo é chamado "bioluminescência ressonante por transferência de energia" (BREST: Bioluminescence Resonance Energy Transfer).
"O truque para aumentar a eficiência do sistema está em diminuir a distância entre a enzima e a superfície do bastão, além de otimizar a arquitetura dos bastões," disse Maye.
LEDs sem eletricidade
E o truque faria inveja aos vagalumes: se eles conseguissem fazer o mesmo, poderiam brilhar em verde, laranja ou vermelho. É que, mudando o tamanho do núcleo e o comprimento do nanobastão, é possível alterar a cor da luz gerada.
Os pesquisadores conseguiram gerar até luz infravermelha, importante para aplicações como telescópios, câmeras, imageamento digital e óculos de visão noturna.
Os cientistas agora querem reproduzir os experimentos em maior escala e de forma sustentada por longos períodos, com vistas a desenvolver aplicações práticas para a tecnologia.
"Os nanobastões são feitos com os mesmos materiais usados nos chips de computadores, painéis solares e LEDs," disse Maye. "É possível vislumbrar que, no futuro, nossos nanobastões-vagalumes possam ser usados em luzes do tipo LED que você não precisará ligar na tomada."
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