Cientistas ingleses construíram uma estrutura bidimensional de partículas que são mantidas unidas apenas por luz. As estruturas de "matéria óptica", criadas pelos cientistas Colin Bain, da Universidade de Durham, e Christopher Mellor, do Instituto Nacional de Pesquisas Médicas, ambos na Inglaterra, são formadas por nanoesferas de poliestireno, aprisionadas pela luz que é difratada a partir de um prisma.

As estruturas representam uma nova forma de se montar a matéria em nanoescala e poderão também lançar uma luz sobre os processos no interior dos cristais, que ocorrem em escalas ainda menores. O trabalho, ainda inédito, deverá ser publicado no periódico ChemPhysChem.

Bain e Mellor começaram sobrepondo dois feixes de raios laser sobre a superfície de um prisma de sílica. Os feixes foram posicionados para atingir a superfície acima do ângulo crítico, de forma que apenas os campos evanescentes - ou superficiais - atingissem o espaço além do prisma. A seguir, os pesquisadores colocaram uma gota de água contendo uma solução de esferas de poliestireno, medindo entre 300 e 600 nanômetros de diâmetro, sobre a superfície do prisma. As esferas foram atraídas pelo campo evanescente e se montaram espontaneamente em estruturas bidimensionais (ver figura).

"Para a maioria dos físicos, a idéia de materiais mantidos coesos pela luz continua sendo um assunto estranho," diz Bain. "O resultado mais surpreendente neste novo trabalho é a formação de uma estrutura quadrada de partículas de 390 nanômetros, com feixes de laser polarizados ortogonalmente. Embora o campo elétrico seja bastante uniforme no plano da superfície, observa-se a formação de uma grande estrutura regular."

As novas estruturas de matéria óptica são diferentes das pinças ópticas, nas quais campos elétricos espacialmente variáveis são utilizados para se controlar a posição de partículas. De acordo com Bain e Mellor, as ordenações 2D em estruturas ópticas surgem do espalhamento da luz evanascente pelas próprias partículas e não de um gradiente de campo externo.

"As estruturas apresentam muitas das características dinâmicas dos cristais moleculares, tais como difusão superficial, migração de defeitos, transformação por nucleação de fase e 'maturação de Ostwald' - onde duas estruturas se aglutinam em uma única," diz Bain. "Além de ser uma nova forma de se montar a matéria em nanoescala, essas estruturas também poderão se tornar uma nova forma de se estudar visualmente, em tempo real, os processos que ocorrem no interior dos cristais, em sub-nanoescala."

Bain agora planeja desenvolver um modelo quantitativo para explicar a conexão óptica nessas estruturas, e estudar como partículas com diferentes formatos e tamanhos se aglutinam. Ele também espera montar a matéria óptica em estruturas tridimensionais.

Fonte: www.inovacaotecnologica.com.br