{"id":13597,"date":"2020-07-21T07:12:56","date_gmt":"2020-07-21T10:12:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.eesc.usp.br\/comunicacao\/?p=13597"},"modified":"2021-10-18T18:10:47","modified_gmt":"2021-10-18T21:10:47","slug":"plana-minuscula-e-ultrafina-cientistas-da-eesc-criam-lente-impossivel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/?p=13597","title":{"rendered":"Plana, min\u00fascula e ultrafina: cientistas da EESC criam lente \u201cimposs\u00edvel\u201d"},"content":{"rendered":"

Pesquisadores da Escola de Engenharia de S\u00e3o Carlos (EESC) da USP desenvolveram uma pel\u00edcula feita de sil\u00edcio que \u00e9 mil vezes mais fina que um fio de cabelo e poder\u00e1 funcionar como uma lente fotogr\u00e1fica, semelhante \u00e0s de c\u00e2meras de\u00a0smartphone<\/i>. A tecnologia in\u00e9dita permite que o usu\u00e1rio veja imagens em at\u00e9 180 graus, mesmo \u00e2ngulo proporcionado pelas famosas lentes olho-de-peixe. No meio cient\u00edfico, essa funcionalidade at\u00e9 ent\u00e3o era considerada imposs\u00edvel de ser obtida em lentes totalmente planas, como a que foi constru\u00edda pela EESC. Os resultados do trabalho geraram um artigo que foi\u00a0publicado<\/a>\u00a0na\u00a0ACS Photonics<\/i>, revista cient\u00edfica norte-americana da \u00e1rea de Fot\u00f4nica.\u00a0<\/p>\n

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Lentes olho de peixe poder\u00e3o ser substitu\u00eddas no futuro por tecnologia criada pela EESC. Foto: Piqsels.<\/figcaption><\/figure>\n

A nova lente pesa aproximadamente dois microgramas, possui cerca de 230 nan\u00f4metros de espessura e tem uma \u00e1rea de 3,14 mil\u00edmetros quadrados. Segundo os cientistas, a expectativa \u00e9 de que o material ajude a enfrentar um dos principais desafios no desenvolvimento de dispositivos \u00f3ticos: fabricar lentes cada vez mais poderosas, por\u00e9m com tamanhos cada vez menores. \u201cO maior benef\u00edcio da nossa lente \u00e9 que ela \u00e9 muito fina, ent\u00e3o promete ser mais barata de ser produzida se comparada \u00e0s convencionais, que s\u00e3o grandes e esf\u00e9ricas. Como se trata de uma superf\u00edcie plana, \u00e9 mais f\u00e1cil coloc\u00e1-la em um circuito integrado, o que simplifica a parte mec\u00e2nica do dispositivo\u201d, explica Augusto Martins, autor do estudo e doutorando do Programa de P\u00f3s-Gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia El\u00e9trica da EESC.\u00a0<\/p>\n

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Mil vezes mais fina que um fio de cabelo, a nova lente gera imagens em at\u00e9 180 graus. Foto: Henrique Fontes \u2013 SEL\/USP<\/figcaption><\/figure>\n

Durante a pesquisa, que foi financiada pela Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo (FAPESP), Augusto construiu um prot\u00f3tipo de uma c\u00e2mera com a ajuda de uma impressora 3D para testar a sua lente. Os resultados foram animadores. Imagens em alta resolu\u00e7\u00e3o foram obtidas na cor verde, que por enquanto \u00e9 a \u00fanica na qual a pel\u00edcula consegue operar. A ideia, segundo o pesquisador, \u00e9 que nos pr\u00f3ximos meses a lente seja aprimorada para que todas as cores possam ser visualizadas.\u00a0<\/p>\n

Para chegarem at\u00e9 a composi\u00e7\u00e3o da nova lente, os cientistas adotaram como ponto de partida as pr\u00f3prias lentes tradicionais e trabalharam com um par\u00e2metro chamado \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o, que mede o quanto a velocidade da luz diminui ao incidir sobre uma superf\u00edcie \u2013 quanto maior for esse \u00edndice, menor \u00e9 a velocidade de propaga\u00e7\u00e3o da luz pelo material. Em simula\u00e7\u00f5es realizadas no computador, eles perceberam que, conforme ampliavam o \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o de uma lente esf\u00e9rica convencional e simultaneamente a deixavam mais plana, mais o campo de vis\u00e3o dela se abria e a qualidade da imagem melhorava. Em certo momento, quando ela ficou 100% plana, era preciso que seu \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o fosse infinito, o que, na pr\u00e1tica, faria com que a luz n\u00e3o se propagasse por ela, algo imposs\u00edvel de acontecer. No entanto, como a pel\u00edcula de sil\u00edcio desenvolvida pelos pesquisadores possui princ\u00edpios f\u00edsicos diferentes das lentes comuns, ela foi capaz de imitar o comportamento \u00f3tico da lente esf\u00e9rica com \u00edndice infinito, ou seja, passou a atuar como uma lente imposs\u00edvel.\u00a0<\/p>\n

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Imagem obtida com a lente. Foto: Augusto Martins.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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De onde vem a tecnologia?<\/b><\/p>\n

A lente desenvolvida pela USP \u00e9 um tipo de metalente, que est\u00e1 inserida no conceito de metassuperf\u00edcie \u2013 conjunto de nanoestruturas que conseguem controlar as propriedades da luz. Descoberta a poucos anos, essa tecnologia pode ser aplicada em uma s\u00e9rie de segmentos al\u00e9m da produ\u00e7\u00e3o de lentes, como em seguran\u00e7a da informa\u00e7\u00e3o, na fabrica\u00e7\u00e3o de componentes de inform\u00e1tica e no entretenimento. No ano passado, por exemplo, Augusto participou do desenvolvimento de uma\u00a0metassuperf\u00edcie capaz de gerar hologramas em tr\u00eas dimens\u00f5es e com mais qualidade.<\/a>\u00a0<\/p>\n

Ao contr\u00e1rio das lentes comuns, que precisam de uma espessura maior para gerar imagens com nitidez, as metalentes utilizam nanopostes microsc\u00f3picos inseridos em sua superf\u00edcie plana capazes de \u201cprender\u201d e focar a luz do ambiente, fazendo com que as imagens sejam projetadas. \u00c9 como se elas fossem rodovias constru\u00eddas para n\u00e3o deixar os carros (as luzes) sa\u00edrem dela. Em 2016, pesquisadores da Universidade Harvard, dos Estados Unidos, desenvolveram a primeira metalente do mundo capaz de tirar fotos, mas ela tinha uma limita\u00e7\u00e3o: seu campo de vis\u00e3o era de apenas 0,5 graus, \u00e2ngulo que permite enxergar apenas o que est\u00e1 a sua frente.<\/p>\n

Agora, al\u00e9m de expandirem a opera\u00e7\u00e3o da metalente para outras cores, os cientistas da EESC esperam nas pr\u00f3ximas etapas do estudo aumentarem a efici\u00eancia da pel\u00edcula, melhorarem ainda mais sua resolu\u00e7\u00e3o e aplic\u00e1-la em sistemas \u00f3ticos mais complexos. Por enquanto, ainda n\u00e3o h\u00e1 previs\u00e3o de quando a tecnologia deve chegar ao mercado. A pesquisa tamb\u00e9m teve a orienta\u00e7\u00e3o do professor Ben-Hur Viana Borges, do SEL, e contou com a colabora\u00e7\u00e3o de pesquisadores da Universidade de York, do Reino Unido, e da\u00a0Universidade Sun Yat-sen, da China.\u00a0<\/p>\n

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Autor da pesquisa, Augusto realiza doutorado na EESC. Foto: Henrique Fontes \u2013 SEL\/USP<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n

Mais Informa\u00e7\u00f5es
\n<\/b>Assessoria de Comunica\u00e7\u00e3o do SEL\/USP
\nTelefone: (16) 99727-2257
\nE-mail:\u00a0comunica.sel@usp.br<\/a>\u00a0<\/p>\n

Texto: Henrique Fontes \u2013 Assessoria de Comunica\u00e7\u00e3o do SEL\/USP<\/i><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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