Holografia usada na montagem de nano máquinas

Um laser e um holograma é tudo o que os investigadores do laboratório de micro fluidos da Universidade de Purdue, nos Estados Unidos da América, precisaram para posicionar nano partículas de forma rápida e precisa no interior de um biochip. A técnica, Electrokinetic patterning rápida, é uma nova ferramenta no emergente campo dos biochips e micro laboratórios, verdadeiros laboratórios clínicos do tamanho de um chip, que poderão analisar amostras biológicas de forma quase instantânea.

Quanto à nano montagem em seja como é realizado o posicionamento da nano partículas em geral, a técnica também poderá ser útil na fabricação de outros dispositivos em nano escala. "É potencialmente uma ferramenta muito versátil," afirma o investigador Stuart J. Williams. A fabricação de nano máquinas depende de processos de nano montagem que permitam a manipulação rápida das minúsculas partes de que serão feitas.

Quanto à holografia a laser consiste num dispositivo experimental com dois eléctrodos paralelos feitos de óxido de estanho, um material electricamente condutor e transparente. As placas paralelas ficam distanciadas 50 micrómetros uma da outra. Para funcionar, uma amostra líquida contendo partículas fluorescentes é injectada entre os dois eléctrodos, que por sua vez recebem uma tensão eléctrica. Os hologramas são enviados por meio de um feixe de raio laser emitindo luz na faixa do infravermelho próximo, que é dirigido directamente à amostra, através dos eléctrodos transparentes. "Nós enviamos hologramas de vários padrões através desse mecanismo e, como eles são hologramas, nós podemos criar formatos diferentes, tais como linhas simples ou padrões em L," explica Aloke Kumar, outro participante da pesquisa.

Através de vórtices nos micro fluidos, as partículas no líquido movem-se automaticamente para a localização da luz e assumem o formato do holograma em poucos segundos. Isto significa que o método pode ser utilizado não apenas para mover partículas e moléculas para localizações específicas, mas também para criar pequenas estruturas electrónicas ou mecânicas. A luz do laser aquece ligeiramente o líquido, alterando sua densidade e suas propriedades eléctricas. O campo eléctrico aplicado entre os eléctrodos age sobre essas propriedades alteradas, fazendo a amostra aquecida circular para produzir um vórtice micro fluído entre as duas placas. Esse vórtice permite que os pesquisadores posicionem as partículas no interior do líquido em circulação simplesmente movendo a luz do laser.

"Pode pegar se numa partícula, uma centena de partículas ou milhares de partículas e movê-las para assumir o formato que você quiser. Se você tem partículas de dois tipos diferentes, pode ordenar um grupo e manter o outro. É uma ferramenta muito versátil," diz Williams sobre as movimentações de partículas. A separação e o posicionamento de partículas são essenciais para a análise biológica de amostras médicas ou do meio ambiente. Cada partícula deve ser colocada em contacto com os reagentes adequados no interior do bio chip para que possam ser detectadas e analisadas.

Na seguinte hiperligação poderá-se ver alguns dois filmes sobre o caso.