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Primeira Nanofibra Laser Abre Caminho para Tecidos Laser Baratos e Macios

Ao adicionar corantes laser a fibras orgânicas, pesquisadores demonstraram uma técnica que deve resultar em tecidos geradores de luz laser em todas as frequências visíveis.

The Physics arXiv Blog 12/12/2013

Era uma vez, não muito tempo atrás, uma época em que lasers eram dispositivos exóticos que viviam em laboratórios especializados e dependiam de uma equipe de especialistas para continuar funcionando. Tudo isso mudou quando físicos descobriram como fazer lasers de estado sólido usando as mesmas técnicas de produção que tornaram os chips de silício tão onipresentes e baratos. Hoje, se você vive no mundo ocidental, você provavelmente não está a mais de 5 metros de distância de um laser agora mesmo, talvez em um leitor de DVD, um ponteiro laser ou uma unidade de disco.

Mas apesar de sua onipresença, lasers ainda são relativamente complicados de fazer e difíceis de incorporar em outra coisa que não dispositivos em estado sólido, como chips de computador. Físicos têm avançado em tentativas de dopar fibras ópticas de modo que elas sejam capazes de gerar luz laser.

Mas estas fibras são relativamente grandes quando comparadas a componentes microelectrônicos, como transístores e duras, em comparação com fibras orgânicas, como o algodão e por isso têm utilidade limitada. Seria impossível a tecer uma blusa de fibras ópticas, por exemplo.

Mas isso pode mudar agora, graças ao trabalho de Andrea Composeo no Laboratório Nacional de Nanotecnologia do Istituto Nanoscienze - CNR na Itália e alguns de seus colegas. Eles encontraram uma maneira de criar nanofibras orgânicas que emitem luz laser em comprimentos de onda visíveis. O trabalho abre as portas para a fabricação de têxteis laser, folhas inteiras de materiais que emitem luz usando o processo de emissão é estimulado.

Para produzir essas nanofibras, Composeo e col usaram o processo direto de eletrofiação. Tudo começa com uma solução de polímero orgânico, como PMMA ou poliestireno, que reveste uma superfície cônica conhecida como uma fieira.

Quando colocado em um campo elétrico, a carga se acumula na ponta do cone fazendo com que o líquido forme uma gota que é então puxada para fora da superfície, puxando uma corda de fluido com ela. À medida que o solvente evapora, as moléculas de polimerizam formando nanofibras.

Esse é um processo bem conhecido e convencional. O truque que Composeo e col aperfeiçoaram é adicionar alguns corantes laser à mistura. Eles são moléculas orgânicas que podem absorver luz em uma frequência e emiti-la em outra mais elevada. Então, quando banhado em luz na frequência mais baixa, o meio emite luz em uma frequência maior.

Os resultados parecem impressionantes . Eles conseguiram gerar nanofibras únicas de PMMA misturado com corantes laser para produzir fibras com diâmetros que variam de algumas centenas de nanômetros a alguns microns.

E quando bombardeadas com luz externa, estas fibras prendem a luz dentro delas fazendo com que toda a fibra emita luz laser. A luz também pode passar de uma fibra para outra, onde elas tocam.

O que é interessante sobre esta abordagem é que as propriedades químicas das fibras são fáceis de modificar. Composeo e col dizem que é possível fazer fibras que emitem luz laser em uma ampla gama de frequências. "Essas nanoestruturas podem ser adaptadas para emitir luz em todo o espectro visível e na região do infravermelho próximo", dizem eles.

Existem diversas aplicações para estes tipos de fibra, as quais podem ser feitas à temperatura ambiente a baixo custo. Composeo e col dizem que as nanofibras individuais podem ser utilizadas em uma grande variedade de componentes fotônicos, a um custo que os torna mais ou menos descartáveis. Eles também podem ser combinados em uma espécie de pano para criar tecidos que emitem luz laser. "Nós prevemos que essas propriedades podem tornar tecidos de polímeros eletrofilados candidatos interessantes para fontes emissoras de luz para uso na produção de tecidos ativos e superfícies inteligentes com grande área, para diversas aplicações técnicas", dizem eles.

Essa é uma possibilidade interessante. Composeo e col não entraram em detalhes sobre os tipos de coisas que poderiam se tornar possível com esses tipos de componentes e produtos têxteis. Então, sugestões na seção de comentários, por favor .

Ref: arxiv.org/abs/1311.7598: Nanofibras Poliméricas como Novos Fontes Emissoras de Luz e Material Emissor de Luz Laser

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