Uma equipe de pesquisa da Universidade de Jena desenvolveu uma pequena lente óptica, de apenas alguns milímetros de tamanho, cujo comportamento refrativo muda na presença de gás. Conforme relatado pelos pesquisadores na revista Nature Communications, esse comportamento “inteligente” da microlente é possibilitado pelo material de vidro híbrido do qual ela é feita. A estrutura molecular da lente consiste em uma rede tridimensional com cavidades que podem acomodar moléculas de gás, afetando assim as propriedades ópticas do material.
Óculos multi-responsivos
“Com o apoio da Fundação Carl Zeiss, estamos desenvolvendo os chamados materiais multi-responsivos,” explica Lothar Wondraczek, Professor de Química de Vidros na Universidade de Jena. “No caso da lente de vidro híbrida, isso significa que ela refrata a luz com mais ou menos intensidade, dependendo se o gás é absorvido no material da lente..” O desafio era transferir métodos clássicos de formação de vidro para esses materiais especiais.
“As estruturas metal-orgânicas que usamos aqui“, continua Wondraczek,”estão sendo pesquisados e desenvolvidos como materiais para armazenamento ou separação de gases.” A doutoranda e autora principal da publicação Oksana Smirnova, acrescenta: “No entanto, a maioria destas substâncias decompõe-se quando aquecidas e são, portanto, muito difíceis de formar..”
Junto com o Dr. Alexander Knebel, líder do grupo de pesquisa júnior na Cátedra de Química de Vidro, os pesquisadores de Jena primeiro tiveram que desenvolver um processo de síntese adequado para materiais altamente puros. Eles então tiveram que identificar as condições ideais sob as quais o material poderia ser moldado. “Derretemos o material e depois o transferimos para um molde impresso em 3D, onde é prensado. Este processo nos permite escolher quase qualquer formato desejado”, explica o químico. “Escolhemos deliberadamente a lente como formato“, ela continua, porque”mesmo as menores impurezas são visíveis em uma lente, pois afetam diretamente as propriedades ópticas.”
Formabilidade versátil
Este novo processo agora permite fundamentalmente uma ampla variedade de formas e geometrias, indo além da aplicação específica como microlentes, explica Wondraczek. “Como estes materiais multi-responsivos reagem a múltiplas influências simultaneamente, eles poderiam ser usados para circuitos lógicos, por exemplo”, o cientista de materiais descreve possíveis aplicações para tais componentes.”Isto significa especificamente que duas condições estão ligadas para a reação observável,” ele explica. “Se um feixe de luz atingir a lente e o gás for absorvido simultaneamente no material da lente, a luz será refratada de uma maneira específica, fornecendo feedback combinado..”
Membranas para separação de gases, cujas propriedades ópticas mudam quando moléculas de gás estão presentes, também são concebíveis. Esses componentes ópticos poderiam ser usados na tecnologia de sensores, tornando os métodos de medição mais eficientes, economizadores de espaço e “inteligentes”.
