Bioluminescência
Em um futuro não tão distante, você poderá comprar luzes de Natal que piscarão como vaga-lumes, mas em diversas cores, sem depender de energia elétrica.
Cientistas da Universidade de Siracusa, nos Estados Unidos, descobriram uma forma de sintetizar a luz natural produzida pelos animais, a chamada bioluminescência.
A luz dos vaga-lumes é um dos exemplos de bioluminescência mais eficientes encontrados na natureza, com uma luz extremamente brilhante.
Rabeka Alam e seus colegas usaram a nanotecnologia para recriar artificialmente a bioluminescência natural dos vaga-lumes com uma eficiência de 20 a 30 vezes maior do que já havia sido obtido anteriormente.
Eles criaram uma estrutura semicondutora, que eles chamam de nanobastões quânticos, formada por uma camada externa de sulfeto de cádmio e um núcleo de seleneto de cádmio, às quais são ligadas enzimas copiadas dos animais.
"Nós descobrimos uma forma de imitar a biologia para aplicações não-biológicas, manipulando a interface entre componentes biológicos e não-biológicos," disse Mathey Maye, coordenador do estudo.
Luciferina e luciferase
Os vaga-lumes geram sua luz por meio de uma reação química entre a luciferina e a enzima luciferase.
Na luminescência sintética, a luciferase é conectada aos nanobastões, aos quais é posteriormente adicionada a luciferina, que funciona como uma espécie de combustível.
A energia liberada pela interação entre o combustível e a enzima é transferida para os nanobastões, fazendo-os brilhar com muita intensidade.
O processo é chamado "bioluminescência ressonante por transferência de energia" (BREST: Bioluminescence Resonance Energy Transfer).
Alterando o tamanho do núcleo e o comprimento do nanobastão, é possível alterar a cor da luz gerada pelo componente. [Imagem: Syracuse University]
"O truque para aumentar a eficiência do sistema está em diminuir a distância entre a enzima e a superfície do bastão, além de otimizar a arquitetura dos bastões," disse Maye.
LEDs sem eletricidade
E o truque faria inveja aos vaga-lumes: se eles conseguissem fazer o mesmo, poderiam brilhar em verde, laranja ou vermelho. É que, mudando o tamanho do núcleo e o comprimento do nanobastão, é possível alterar a cor da luz gerada.
Os pesquisadores conseguiram gerar até luz infravermelha, importante para aplicações como telescópios, câmeras, imageamento digital e óculos de visão noturna.
Os cientistas agora querem reproduzir os experimentos em maior escala e de forma sustentada por longos períodos, com vistas a desenvolver aplicações práticas para a tecnologia.
"Os nanobastões são feitos com os mesmos materiais usados nos chips de computadores, painéis solares e LEDs," disse Maye. "É possível vislumbrar que, no futuro, nossos nanobastões-vaga-lumes possam ser usados em luzes do tipo LED que você não precisará ligar na tomada."
Adaptado de:
Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/06/2012
Bibliografia:
Designing Quantum Rods for Optimized Energy Transfer with Firefly Luciferase Enzymes
Rabeka Alam, Danielle M. Fontaine, Bruce R. Branchini, Mathew M. Maye
Nano Letters
Vol.: 12 (6), pp 3251-3256
DOI: 10.1021/nl301291g
