O artigo de André Farias de Moura, professor do Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos (DQ – UFSCar) e pesquisador do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) em parceria com pesquisadores da Universidade de Michigan recém publicado na revista Science agora rende destaque na revista Galileu. Na reportagem são apresentadas as futuras possibilidades de utilização das características do óxido de cobalto para produção de hologramas.

Confira a reportagem abaixo

Cientistas encontram material acessível para produzir hologramas

Pesquisadores brasileiros e norte-americanos usam propriedades do óxido de cobalto para interagir com a luz, facilitando aplicações em hologramas e displays 3D

GALILEU 06/03/2018

POR LARISSA LOPES*

Você já se perguntou por que os hologramas que vemos na ficção ainda não são populares na vida real? Na verdade, são muitas as razões. Os elementos que compõem os equipamentos, por exemplo, são caros e escassos, além de não oferecerem muitas opções de cor, transprência e opacidade.

Para driblar isso, pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, se empenharam em encontrar um substituto. E o óxido de cobalto mergulhado em um gel transparente, por enquanto, parece ser o melhor candidato para a tarefa.

Ao procurar o melhor material, os pesquisadores priorizaram duas propriedades: o magnetismo e a quiralidade. “Em 1845, Michael Faraday já tinha feito um experimento demonstrando que, se você aplicar magnetismo em um material, você muda a forma como a luz polarizada interage com ele. Ele fica momentaneamente quiral. E uma palavra muito importante aqui é quiralidade”, ressalta André Farias de Moura, professor da UFSCar e co-autor do artigo publicado na revista Science.

A quiralidade é a propriedade que uma molécula tem de não ser idêntica a sua imagem espelhada, e pode ser encontrada em toda a natureza, com diversas aplicações, inclusive em fármacos. Nos hologramas e displays 3D isso pode ajudar a regular cores, transparência, opacidade, volume e velocidade da imagem a ser projetada.

Prioridades
O óxido de cobalto se tornou um candidato natural por ser composto por dois tipos de cobalto. Um deles é o cobalto-2, que é paramagnético, ou seja, que pode ser magnetizado por um ímã, assim como o ferro, por exemplo. O pulo do gato da pesquisa foi trasnformar as nanopartículas paramagnéticas de óxido de cobalto em quirais. “E aí entra o nosso trabalho, que estamos fazendo há cinco anos”, diz Moura.

Primeiro, eles reduziram as nanopartículas a 4 ou 5 nanômetros. Depois, prepararam uma reação química com um aminoácido quiral. Como a literatura mostra, essa equação é capaz de imprimir quiralidade nas nanopartículas. O que os pesquisadores conseguiram demonstrar também é que, mesmo tirando o aminoácido da reação, as nanopartículas permanecem quirais, o que é muito importante para aplicações tecnológicas.

“O que nós estamos aprendendo a fazer e demonstrando pela primeira vez nesse artigo é que, se juntarmos o magnetismo e a quiralidade no mesmo material, a qualidade dessas características aumenta muito”, afirma o professor. “E nós também mostramos que é possível ligar e desligar esse sitema muitas vezes, sem que se perca a funcionalidade. O material tem essa capacidade de uso contínuo”.

Em busca de melhorias
A descoberta é um avanço para a área, mas ainda não é o resultado final. “Evidentemente, para que isso vire tecnologia, vai ter que ser melhorado,” avalia Moura. “O óxido de cobalto, para nós, é uma prova de conceito. Nós estamos provando uma direção, uma ideia”.

Os pesquisadores continuarão a buscar novas nanopartículas paramagnéticas e moléculas quirais até encontrar o material mais adequado para esse tipo de tecnologia. “Muito provavelmente, nós vamos ter que combinar muitas outras partículas para poder atingir essa riqueza de detalhes”.

Além do uso em display 3D, os resultados também impactam a área da fotônica, ajudando na comunicação de fibras ópticas e otimizando chaveamentos. A tecnologia que está sendo desenvolvida pelos pesquisadores também poderá melhorar a absorção de luz e a catalisação de processos químicos.

O trabalho do projeto foi dividido entre duas universidades, sendo a de Michigan encarregada pela parte experimental, e a UFSCar pela modelagem computacional. A pesquisa brasileira foi financiada pela Fapesp e desenvolvida no Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), sediado na universidade federal.

* Com supervisão de Nathan Fernandes

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