4 de março de 2010

Microfone óptico capta som de átomos, moléculas e bactérias

Microscópio de som

Uma nano-orelha - uma espécie de "microscópio de som", um microfone super sensível - poderá em breve ajudar os cientistas a ouvir eventos em nanoescala, assim como os microscópios permitem torná-los visíveis.

Os cientistas já usaram o aparelho óptico para ouvir o movimento browniano, o movimento aleatório das moléculas em um fluido.

No futuro, eles esperam poder usar o novo instrumento para ouvir como um composto químico, candidato a se tornar um medicamento, perturba microrganismos, da mesma forma como um mecânico ouve o som do motor de um carro para encontrar uma falha.

Microfone óptico

O microfone óptico super sensível é baseado na tecnologia das pinças ópticas, que usam feixes de raio laser para agarrar e movimentar partículas da dimensão de células individuais. As pinças ópticas também são usadas para medir forças em nanoescala.

"Nós estamos usando a sensibilidade proporcionada pela pinça óptica como um microfone muito sensível", disse o professor Jon Cooper, da Universidade de Glasgow, que está dirigindo o projeto da micro-orelha, que inclui ainda cientistas da Universidade de Oxford e do Instituto Nacional de Pesquisas Médicas da Grã-Bretanha.

O uso das pinças ópticas para medir forças em escala molecular começa com o uso dos feixes de laser para segurar pequenas gotas ou nanoesferas plásticas e aproximá-las dos objetos cuja força se pretende medir. Sob a ação dessas forças, as nanoesferas vibram, vibração esta que pode então ser medida.

Micro-orelha

O conceito da micro-orelha consiste de várias dessas pinças ópticas dispostas em formato de anel a fim de cercar completamente o objeto que se quer ouvir. Os sons emitidos pelo objeto fazem as gotas suspensas pela luz vibrarem, e essas vibrações podem ser medidas por uma câmera de alta velocidade.

"A pinça óptica é capaz de medir ou manipular forças na escala de piconewton,", diz o professor Cooper, acrescentando que um piconewton equivale a um milionésimo da força que um grão de sal em repouso sobre uma mesa exerce sobre a mesa.

Motor das bactérias

O objeto no centro do anel óptico pode ser, por exemplo, uma bactéria.

Os cientistas planejam usar seu super ouvido óptico para ouvir o som do flagelo, o pequeno motor que muitas bactérias usam para se movimentar. Eles não sabem ainda exatamente porque, mas ouvir o som de um motor parece ser um bom começo.

"Como esta tecnologia é muito nova e esses caras ainda estão descobrindo o que é possível fazer com ela, o motor flagelar será um bom teste para a técnica," brinca o Dr. Richard Berry, da Universidade de Oxford.

Hoje, para estudar o movimento dos flagelos, os cientistas precisam modificar geneticamente as bactérias, fazendo as gotas aderirem a elas. Isso significa que os microrganismos não serão mais naturais e nem estarão se comportando da forma como o fazem naturalmente.

Outro candidato para pesquisas futuras é o Trypanossoma, causador da doença de Chagas e da chamada doença do sono. Descobrindo como ele usa seu motor-flagelo para se movimentar pelo sangue, os cientistas poderão ter dicas de como parar esse motor e evitar sua ação sobre o homem.

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