Sensor de luz mecânico enxerga muito mais

Bolômetro nanomecânico

Parece-lhe estranho usar um dispositivo mecânico para medir a luz com uma versatilidade maior do que a maioria dos aparelhos mais modernos?

É exatamente nisso que consiste o bolômetro nanomecânico construído por Andrew Blaikie e colegas da Universidade do Oregon, nos EUA.

Bolômetro é um aparelho capaz de medir os fótons que se irradiam por um determinado meio, com ampla gama de usos, da astronomia e da medicina até o controle de incêndios.

O dispositivo, que consiste em um pedaço de grafeno suspenso sobre um furo – parecido com uma cama elástica ou com a pele de um tambor – oferece uma alternativa aos detectores de luz eletrônicos convencionais, como os encontrados nas câmeras digitais. Ele usa um método mecânico para relacionar a luz absorvida a pequenas alterações na frequência de ressonância mecânica do tambor de grafeno.

Como um bolômetro funciona

O funcionamento do bolômetro é semelhante ao efeito de tocar um tambor em um dia quente. À medida que o instrumento se aquece sob o Sol, a membrana do tambor se expande e seu tom muda, emitindo um tom diferente do que em temperaturas mais baixas.

As ondas de luz fazem a mesma coisa no bolômetro mecânico. À medida que os fótons atingem a membrana de grafeno, ela se aquece e se expande, fazendo seu o tom vibratório mudar. Os físicos podem acompanhar essas alterações de afinação para medir quanta luz atinge o dispositivo.

“Essa é uma maneira muito nova de detectar a luz,”, disse David Miller, membro da equipe. “Estamos usando um método puramente mecânico para transformar luz em som. Isso tem a vantagem de poder ver uma variedade muito mais ampla de luz.”

Usos do bolômetro

Os sensores de luz convencionais são muito confiáveis na leitura de luz de alta energia, como luz visível ou raios X, mas menos adequados para medir comprimentos de onda mais longos no espectro eletromagnético, incluindo ondas de rádio e infravermelho.

O novo bolômetro nanomecânico preenche esse hiato e permite a detecção de luz em praticamente qualquer comprimento de onda – o que pode ser especialmente útil em observações astronômicas, imagens térmicas e médicas do corpo e na visão profunda no infravermelho.

“Esperamos que este dispositivo ajude os cientistas a desvendar os mistérios do nosso Sol e de outras estrelas, melhore o diagnóstico médico por meio de imagens térmicas de raios X mais seguras e ajude os bombeiros a ver melhor os incêndios para salvar mais vidas,” disse o professor Benjamín Alemán.Bibliografia:

Artigo: A fast and sensitive room-temperature graphene nanomechanical bolometer
Autores: Andrew Blaikie, David Miller, Benjamín J. Alemán
Revista: Nature Communications
Vol.: 10, Article number: 4726
DOI: 10.1038/s41467-019-12562-2

Fonte: Inovação Tecnológica

Cristiane Tavolaro

Sou física, professora e pesquisadora do departamento de física da PUC-SP. Trabalho com Ensino de Física, atuando principalmente em ensino de física moderna, ótica física, acústica e novas tecnologias para o ensino de física. Sou membro fundadora do GoPEF - Grupo de Pesquisa em Ensino de Física da PUC-SP e co-autora do livro paradidático Física Moderna Experimental, editado pela Manole.

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