Lente inovadora que detecta gases mudando a refração da luz

São PauloCientistas da Universidade de Jena criaram uma pequena lente óptica, com apenas alguns milímetros de tamanho. A lente ajusta a forma como refrata a luz quando há presença de gás. Suas descobertas foram publicadas na Nature Communications.

A lente é fabricada com um tipo especial de vidro que possui uma estrutura única com pequenos poros capazes de armazenar moléculas de gás. Esses poros alteram o funcionamento da lente.

Aqui estão alguns pontos importantes sobre a lente:

• Tamanho: Apenas alguns milímetros
• Material: Vidro híbrido
• Estrutura Molecular: Malha 3D com cavidades para acomodar gás
• Alterações: O comportamento refrativo muda na presença de gás

A Fundação Carl Zeiss financia a pesquisa. Lothar Wondraczek, professor na Universidade de Jena e especialista em química de vidro, afirma que estão criando materiais capazes de responder a vários fatores simultaneamente. Por exemplo, na nova lente de vidro híbrido, a forma como a luz se desvia muda quando o material da lente absorve gás.

A equipe enfrentou dificuldades ao tentar aplicar métodos tradicionais de fabricação de vidro a novos materiais. Eles usaram estruturas metal-orgânicas, que são frequentemente estudadas para o armazenamento ou separação de gases. No entanto, esses materiais costumam se desintegrar quando aquecidos, dificultando sua modelagem conforme necessário.

A doutoranda Oksana Smirnova lidera a publicação. Ela explica que eles criaram um processo para fabricar materiais muito puros. Em seguida, determinaram a melhor forma de moldar o material. Eles derretem o material e o despejam em um molde impresso em 3D, pressionando-o para obter a forma desejada.

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A equipe escolheu minuciosamente o formato das lentes, pois até mesmo pequenas imperfeições podem ser percebidas e prejudicar seu desempenho.

O novo método nos permite criar diversas formas. Ele faz mais do que apenas produzir pequenas lentes. Wondraczek acredita que esses materiais também poderiam ser usados em circuitos lógicos. Por exemplo, quando a luz atinge a lente enquanto o gás é absorvido, a luz se curva de uma determinada maneira, fornecendo um feedback combinado.

Outras possíveis aplicações incluem membranas para separação de gases. Essas membranas alteram suas propriedades ópticas na presença de moléculas de gás. Esses componentes podem ser aproveitados em sensores, tornando os métodos de medição mais eficientes, compactos e inteligentes.

Dr. Alexander Knebel lidera um grupo de pesquisa júnior na Cátedra de Química do Vidro. Ele e sua equipe desenvolveram uma nova técnica para a fabricação de materiais, com foco na produção de materiais extremamente puros e no aprimoramento do processo de moldagem.

A pesquisa abre novas oportunidades de aplicação em diversas áreas. O material é facilmente moldável, o que é uma grande vantagem. A equipe acredita que esses materiais adaptáveis podem ser úteis em muitos setores.