Laser biomimtico adapta-se ao ambiente como se fosse uma coisa viva

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 18/07/2022

Um laser “vivo”?

Embora muitos materiais artificiais tenham propriedades avanadas, eles tm um longo caminho a percorrer para alcanar a versatilidade e a funcionalidade dos materiais vivos, capazes de se adaptar s inmeras situaes com que se deparam.

Por exemplo, no corpo humano, os ossos e os msculos reorganizam continuamente sua estrutura e sua composio para melhor sustentar mudanas de peso e nveis de atividade fsica.

Agora, pesquisadores demonstraram o primeiro laser capaz de se reconfigurar quando as condies mudam, ou seja capaz de se auto-organizar espontaneamente – a auto-organizao o principal paradigma cientfico atual para explicar a emergncia da vida.

A inovao ser til no desenvolvimento de materiais fotnicos mais versteis, capazes de imitar melhor as propriedades da matria biolgica, como capacidade de resposta, adaptao, autocura e at mesmo comportamento coletivo.

“Os lasers, que alimentam a maioria das nossas tecnologias, so projetados a partir de materiais cristalinos para ter propriedades precisas e estticas. Nos perguntamos se poderamos criar um laser com a capacidade de misturar estrutura e funcionalidade, de se reconfigurar e de cooperar, como os materiais biolgicos o fazem.

“Nosso sistema de laser pode se reconfigurar e cooperar, permitindo assim um primeiro passo para emular a relao em constante evoluo entre estrutura e funcionalidade, tpica dos materiais vivos”, disse o professor Riccardo Sapienza, do Imperial College de Londres.

Laser biomimtico

Lasers so dispositivos que amplificam a luz, produzindo uma forma especial de luz conhecida como coerente. Para isso so usados espelhos de estado slido, onde a luz fica se refletindo at ganhar energia suficiente para atravessar um dos espelhos, que no totalmente reflexivo.

Os lasers biomimticos criados pela equipe consistem em micropartculas dispersas em um lquido. Assim que um nmero suficiente dessas micropartculas se rene, elas conseguem aproveitar a energia externa para produzir luz laser, obtendo um alto ganho – a medida da capacidade de amplificar a luz.

Um laser externo foi usado para aquecer uma partcula revestida em um dos seus lados com um material absorvente de luz, em torno da qual as micropartculas se renem – por ter duas faces diferentes, elas so conhecidas como partculas de Janus. O laser criado por esses aglomerados de micropartculas pode ser ligado e desligado alterando a intensidade do laser externo, chamado laser de bombeamento, que por sua vez controla o tamanho e a densidade do aglomerado de micropartculas.

A equipe tambm mostrou como o aglomerado gerador de laser pode ser transferido no espao, para isso bastando aquecer diferentes partculas de Janus, demonstrando a adaptabilidade do sistema. As partculas de Janus tambm podem “colaborar”, criando aglomerados que possuem propriedades alm da simples adio de dois aglomerados, como alterar sua forma e aumentar sua potncia de ganho.

Laser adaptativo

Um laser adaptativo pode tornar os j essenciais lasers ainda mais teis em uma ampla gama de aplicaes.

“Atualmente, os lasers so usados amplamente em medicina, telecomunicaes e tambm na produo industrial. Tornar realidade os lasers com propriedades semelhantes vida permitir o desenvolvimento de materiais e dispositivos de prxima gerao que sejam robustos, autnomos e durveis, para aplicaes de deteco, computao no-convencional, novas fontes de luz e telas,” disse o pesquisdaor Giorgio Volpe, da Universidade College de Londres.

Para tornar isso realidade, a equipe planeja agora estudar como melhorar o comportamento autnomo dos lasers de micropartculas, para torn-los ainda mais parecidos com entes vivos.

Uma primeira aplicao da tecnologia, de mais curto prazo, poderia ser a criao de uma nova gerao de tintas eletrnicas para telas inteligentes.

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