Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/06/2014
As
nanoestruturas em forma de cruz usam plásmons de superfície para converter os
pulsos de luz em ondas
sonoras de
frequência ultra-alta, na faixa dos 10 GHz.[Imagem: Xiang Zhang
Group/Berkeley Lab]
Ultrassom de alta resolução
Os
aparelhos de ultrassom mais modernos já permitem reconstruções em 3D da face
dos bebês.
Mas um
novo recurso promete gerar imagens que darão aos futuros pais a sensação de
estarem olhando para seus filhos como se eles já tivessem nascido.
Pesquisadores
desenvolveram uma nova técnica de detecção de raios ultrassônicos que promete
produzir imagens com uma resolução 1.000 vezes superior à atual.
Kevin
O’Brien e seus colegas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos Estados
Unidos, levaram a geração, detecção e controle das ondas sônicas de alta
frequência para a nanoescala.
Para isso,
eles usaram nanoestruturas especiais combinadas com pulsos muito curtos de
raios de laser para produzir fônons acústicos, quasipartículas de
energia vibracional que se movem pela rede atômica de um material na forma de
ondas de som.
A vantagem
é que essas vibrações ocorrem em uma frequência de 10 gigahertz - para
comparação, os aparelhos de ultrassom usados hoje usam frequências de cerca de
20 megahertz.
Além dos microscópios
As
nanoestruturas têm um formato de cruz, com braços de 35 nanômetros na
horizontal e 90 nanômetros na vertical.
"Para
gerar as frequências acústicas de 10 GHz em nossas nanoestruturas plasmônicas
nós utilizamos uma técnica conhecida como ultrassom de picossegundos,"
explica O'Brien. "Pulsos de sub-picossegundos de laser excitam os plásmons
que dissipam sua energia na forma de calor. A nanoestrutura expande-se
rapidamente e gera fônons acústicos coerentes. Este processo transduz os fótons
do laser em fônons coerentes."
Como a
frequência dos pulsos é muitíssimo maior do que a utilizada hoje, torna-se possível
gerar imagens de detalhes que passam despercebidos por pulsos de maior
comprimento de onda, o que resulta em uma imagem de melhor qualidade e maior
detalhamento.
Além de
uma resolução sem precedentes para o imageamento acústico, os fônons de 10 GHz
poderão ser usados para "ver" estruturas de sub-superfície em
sistemas em nanoescala que os microscópios ópticos e eletrônicos
não conseguem detectar.
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