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Vibração de uma nanocorda de violão é captada; veja como isso foi possível

Na imagem, uma microcavidade de 20 micrômetros de diâmetro (20% do diâmetro de um fio de cabelo) é vista - Mian Zhang
Na imagem, uma microcavidade de 20 micrômetros de diâmetro (20% do diâmetro de um fio de cabelo) é vista Imagem: Mian Zhang

Renan Dionisio

Colaboração para o UOL

14/07/2019 04h00

Resumo da notícia

  • Pesquisadores desenvolveram um método capaz de registrar as vibrações de uma nanocorda de violão
  • Eles contaram que foi preciso diminuir a frequência de vibração de nanotubos entre 500 a mil vezes
  • Em um vídeo, é possível ouvir o hino da Universidade de Cornell sendo tocado pelos nanotubos de carbono

Tocar um violão do tamanho de uma microcélula parece ser impossível. E ouvi-lo, mais ainda. Mas um grupo de pesquisadores do Brasil e dos Estados Unidos conseguiu.

Pois é. Eles desenvolveram um método capaz de registrar as vibrações de uma nanocorda de violão (nanotubo de carbono) que foram geradas pela flutuação da temperatura no ambiente. A grande novidade da atividade é o fato de a experiência ter sido monitorada em tempo real.

Na pesquisa, publicada em 21 de janeiro pela revista Nature, Arthur Barnard (da Universidade Stanford), Mian Zhang (da Universidade Harvard), Michal Lipson e Paul McEuen (da Universidade de Cornell) e Gustavo Wiederhecker (do Instituto de Física Gleb Wataghin, da Universidade Estadual de Campinas - Unicamp) explicam como foi realizado o monitoramento.

Como as frequências das vibrações do nanotubo eram muito altas para serem audíveis, eles contaram que foi preciso diminuir a velocidade de sinal das vibrações entre 500 a mil vezes para ter sucesso.

A parte prática

No vídeo, publicado pela Sociedade Brasileira de Física, o pesquisador Gustavo Wiederhecker da Unicamp, único brasileiro do estudo, detalhou o processo realizado e como os resultados foram obtidos instantaneamente. Além do nanutubo, houve o uso de uma microcavidade, luz e uma micropinça.

Wiederhecker disse que no começo do experimento, a luz percorre a região perimetral da cavidade e chega a dar cerca de 12 mil voltas nela antes de se dissipar.

O nanotubo de carbono, então, é posicionado no topo dessa cavidade por meio de uma micropinça, e sua frequência é alterada de acordo com a tensão aplicada no local (fato de aproximar e afastar da cavidade).

Estas vibrações do nanotubo alteram a velocidade em que a luz se propaga na cavidade. A mudança no ritmo interfere, portanto, na frequência desta luz, que é monitorada em tempo real por um laser.

"Fizemos uma leitura óptica da vibração mecânica do nanotubo de carbono, e assim conseguimos escutar o 'som' dos nanotubos vibrando", disse Wiederhecker.

Imagem de microscópio mostra um nanotubo de carbono - Arthur Barnard
Imagem de microscópio mostra um nanotubo de carbono
Imagem: Arthur Barnard

O pesquisador ressaltou que essas vibrações não estão sendo induzidas pela luz ou qualquer outro meio externo, mas sim que é o equilíbrio termodinâmico em relação ao ambiente que está gerando essas flutuações do nanotubo.

O experimento em si foi realizado em poucos segundos. Já a fabricação do nanotubo, da microcavidade óptica, da pinça e da montagem do aparato para realizar o experimento levou cerca de quatro anos.

Neste outro trabalho, é possível ouvir o hino da Universidade de Cornell sendo tocado pelos nanotubos de carbono.

Criada em 1997, nanoguitarra tem pouco mais de 2 micrômetros (0,002 milímetros) - Divulgação
Criada em 1997, nanoguitarra tem pouco mais de 2 micrômetros (0,002 milímetros)
Imagem: Divulgação

Há mais de 20 anos, pesquisadores da Universidade de Cornell já haviam criado uma nanoguitarra com cerca de dois micrômetros, equivalente a 0,002 milímetros. Mas, até o momento, não conseguiram captar o som, avaliando apenas o seu movimento usando um método que calculava a média das vibrações ao longo do tempo.

Os estudiosos da Cornell acreditavam que a nanoguitarra acima é uma das menores estruturas mecânicas de silício do mundo. Ela foi feita só por diversão para ilustrar a tecnologia.

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