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Nanotecnologia permite criar a primeira imagem colorida com resolução de 100.000 dpi.

Uma equipe de pesquisadores, do Instituto de Pesquisas de Materiais e Engenharia (IMRE - Institute of Materials Research and Engineering) - divisão da A*STAR - (Cingapura), desenvolveu um método inovador para a criação de imagens nítidas, com o espectro completo de cores, a uma resolução de 100.000 pontos por polegada (dpi), usando, para isso, estruturas de metal em tamanho nanométrico, sem necessidade de tintas ou corantes. Comparado aos métodos das atuais impressoras industriais, como as impressoras a jato de tinta e a laser, que conseguem alcançar somente uma resolução de até 10.000 dpi, os métodos da pesquisa em questão são capazes de dispensar corantes nas imagens de uma só cor (monocromáticas). A descoberta da equipe permite tratar a coloração não mais como uma questão de tinta, mas como uma questão de litografia, sendo, portanto, capaz de revolucionar a forma como as imagens são impressas, podendo ser desenvolvida não só para uso em telas coloridas de alta resolução, mas também para armazenamento de dados ópticos de alta densidade.



Uma versão colorida de uma imagem de teste padrão, usada em experimentos de processamento de imagem: (a) antes da adição de metal nas nanoestruturas, a imagem possui apenas tons de cinza, como observado em um microscópio óptico; (b) cores são observadas usando-se o mesmo microscópio óptico, depois da adição de camadas de metal às nanoestruturas em padrões específicos; (c) ampliando a imagem com a mesma configuração, a reflexão especular no canto do olho é observada, mostrando o detalhe refinado de cor que o novo método é capaz de obter. A região indicada (no canto inferior, à direita) é feita de nanoestruturas, como observado na micrografia eletrônica.

Créditos: A*STAR - Agency for Science, Technology and Research.


A inspiração para a pesquisa é advinda dos vitrais, que tradicionalmente são feitos de pequenos fragmentos de metais fundidos em vidro. Verificou-se que as nanopartículas desses fragmentos de metais espalham a luz que passa pelo vidro, proporcionando aos vitrais suas cores características. Usando um conceito similar, com a ajuda das modernas ferramentas da nanotecnologia, os pesquisadores modelaram precisamente nanoestruturas metálicas e projetaram a superfície de modo que refletisse a luz para obter as imagens coloridas.

"A resolução de imagens coloridas impressas depende bastante do tamanho e espaçamento entre os nanopontos de cores individuais", explicou o Dr. Karthik Kumar, um dos principais pesquisadores envolvidos. "Quanto mais próximos os pontos estiverem um do outro e devido ao seu pequeno tamanho, maior a resolução da imagem. Com a habilidade de posicionar com precisão esses pontos coloridos extremamente pequenos, fomos capazes de demonstrar a mais alta resolução teórica de impressão colorida de 100.000 dpi."

"Em vez de usar diferentes pigmentos para diferentes cores, codificamos a informação da cor no tamanho e na posição de minúsculos discos de metal. Estes discos interagem com a luz por meio do fenômeno conhecido por ressonância plasmônica", comentou o Dr. Joel Yang, líder do projeto. "A equipe construiu um banco de dados de cada cor correspondente a um padrão específico da nanoestrutura - tamanho e espaçamento. Estas nanoestruturas foram então posicionadas seguindo essa conformidade. Semelhante àquelas imagens que as crianças colorem de acordo com a indicação dos números, os tamanhos e as posições destas nanoestruturas definem os correspondentes "números". Contudo, em vez de colorir sequencialmente cada área com uma tinta diferente, um filme metálico ultrafino e uniforme foi depositado sobre toda a imagem fazendo com que as cores "codificadas" aparecessem todas de uma só vez, quase como uma mágica!", acrescentou o Dr. Joel Yang.

Os pesquisadores do IMRE também contaram com a colaboração do Instituto de Alto Desempenho Computacional (IHPC - Institute of High Performance Computing), da A*STAR, para projetar o padrão usando modelagem e simulação computacional. O Dr. Ravi Hegde do IHPC afirmou, "As simulações computacionais foram vitais para o entendimento de como as estruturas deram origem a estas cores tão ricas. Este conhecimento está sendo usado para prever o comportamento de outras nanoestruturas complexas."

Os pesquisadores atualmente estão trabalhando com a Exploit Technologies Pte Ltd. (ETPL), o braço de transferência de tecnologia da A*STAR, a fim de atrair potenciais colaboradores e explorar as possibilidades de licenciar a tecnologia. A pesquisa foi publicada, on-line, na Nature Nanotechnology, uma das principais revistas científicas da área de ciência dos materiais e nanotecnologia.

Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), Cingapura (Tradução - AGS.)


Nota do Scientific Editor - O trabalho "Printing Colour at the Optical Diffraction Limit", que deu origem a esta notícia, é de autoria de Karthik Kumar, Huigao Duan, Ravi S. Hegde, Samuel C.W. Koh, Jennifer N. Wei e Joel K.W. Yang, tendo sido publicado, on-line, na revista Nature Nanotechnology, em agosto de 2012. DOI:10.1038/nnano.2012.128.


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