Plasmônica - o que é e quais as possíveis aplicações na Medicina

Surface plasmons might improve the photonic properties of silicon nanocrystals 

by providing a faster mechanism for light extraction. Crédito: laser focus world)

Plasmônica é uma nova tecnologia teve sua fagulha inicial há 14 anos, quando pesquisadores dos EUA realizaram um experimento com uma lâmina de ouro cujos furos transmitiam mais luz do que recebiam. (veja mais aqui)

Os experimentos continuaram um enigma até 98, quando o teórico Peter Wolf entrou para o NEC e tomou conhecimento dos resultados estranhos de Ebbesen. Wolf é especialista em calcular a maneira como os elétrons se comportam nos metais.

Sobre a superfície de um metal, os elétrons podem se deslocar livremente para formar um oceano bidimensional capaz produzir ondas chamadas plasmônios de superfície. Wolf percebeu que a luz sobre uma superfície metálica podia fazer o mar de elétrons vibrar.

Durante alguns estudos desenvolvidos na década de 80, os cientistas descobriram que a luz ao atingir a superfície de um condutor (mais especificamente condutores metálicos) em contato com um material não condutor (como vidro, por exemplo), produziu ondas densas de elétrons, que são chamadas de plásmons.

Desenvolvimento da tecnologia

Os dispositivos plasmônicos ainda enfrentam uma dificuldade: como os plásmons tendem a se dissipar rápido, então são capazes de transmitir dados apenas a curtas distâncias. Se os elétrons forem estimulados com luz, as ondas de plásmons serão propagadas ao longo de um fio ou condutor, mas ainda assim a distância seria muito curta para permitir a conexão de dois chips dentro de um computador, por exemplo.

Entretanto, equipes de trabalho no campo de pesquisa da Plasmônica tem desenvolvido diferentes formas para aumentar a potência dessa transmissão, com materiais alternativos que já tem obtido bons resultados, especialmente quando associados com nanotecnologia.

Áreas de aplicação

A plasmônica tem sido utilizada para estudos na área da medicina, especialmente no que diz respeito ao combate ao câncer. Associada com a nanotecnologia, a plasmônica pode auxiliar na eliminação de tumores malignos sem a necessidade de extrair todo o tecido afetado, apenas destruindo as células cancerígenas das áreas afetadas.

Outro estudo que está constantemente sendo divulgado envolve a criação de “mantos da invisibilidade”. A plasmônica poderia criar um efeito semelhante a curvar a luz à volta de um objeto de forma que ele fique oculto. Dessa forma, esse “manto” seria uma carapaça de metamateriais (que são “materiais” com propriedades óticas incomuns) que curvaria a radiação eletromagnética e a luz ao seu redor.

Isso faria com que seu usuário (que pode tanto ser uma pessoa quanto um objeto) ficaria completamente invisível. O efeito disso seria mais ou menos aquele visível no cinema na camuflagem do “Predador”, o manto de “Harry Potter”, a capa que Galadriel fornece para os integrantes da “Sociedade do Anel” no “Senhor dos Anéis” ou ainda a camuflagem das naves espaciais do Império Klingon.

Além disso, baseados nos estudos da plasmônica, os cientistas esperam construir em um futuro próximo, processadores de computador totalmente óticos e que sejam capazes de operar em altíssimas velocidades. Ela permitiria a montagem de circuitos miniaturizados o suficiente para serem componentes de computador e com a velocidade de transmissão de dados das fibras óticas.

Com isso, a comunicação inter-circuitos seria extremamente rápida, o que tornaria possível a transmissão de dados literalmente à velocidade da luz. A plasmônica também poderia permitir a criação de linhas de transmissão de dados por meio de banda larga e diversos tipos de novos sensores.

Os circuitos eletrônicos utilizam transmissão de sinais por elétrons, os óticos utilizam fótons. Já os plasmônicos poderiam transmitir tanto sinais eletrônicos quanto óticos, utilizando a oscilação dos elétrons por meio dos polaritons.

Baseado em tais estudos, a plasmônica poderia ser utilizadas para uma série de novos dispositivos, pois ela transmitiria as informações em alta velocidade (como é o caso das fibras óticas) com a vantagem das proporções dimensionais pequenas (como é o caso dos eletrônicos).
Fonte: Gurik