Em publicação inédita, cientistas explicam tudo sobre ressonâncias plasmônicas

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Especialistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI (Rússia), junto com os seus colegas da França (Universidade de Aix-Marselha) e do Reino Unido (Universidades de Manchester e de Exeter), resumiram pela primeira vez os resultados da pesquisa de ressonâncias plasmônicas.

O fenômeno de ressonância plasmônica (ou ressonância de plasmon) superficial está relacionado com o forte nível de absorção de luz nas camadas de materiais de plasmon artificiais (metamateriais) baseados em nanoestruturas metálicas. Estas pesquisas prometem um avanço revolucionário para um vasto leque de áreas de aplicação prática — desde diagnóstico precoce de doenças perigosas ao controle do meio ambiente e de alimentação.

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De acordo com o diretor científico do Instituto de Engenharia Física e Biomedicina, professor da MEPhI e da Universidade de Aix-Marselha, Andrei Kabashin, o artigo publicado na revista mais prestigiosa de pesquisas químicas Chemical Reviews é o primeiro resumo abrangente das pesquisas de ressonâncias plasmônicas. Os autores da matéria analisaram os trabalhos científicos mais recentes desta área e estudaram os exemplos de usos destas ressonâncias na área de biossensores, criação de baterias solares, optoeletrônica, bases de dados e telecomunicações.

"As vibrações plasmônicas, também chamadas de plasmons, são vibrações coletivas de elétrons livres em nanoestruturas metálicas expostas à excitação óptica. Já a plasmônica como uma nova área de pesquisas atingiu, nos últimos anos, um nível de progresso impressionante e promete novos produtos significativos para a nano-óptica, nanofotônica e metamateriais", diz Andrei Kabashin.

O cientista conta que as ressonâncias plasmônicas, com uma espessura espectral extremamente diminuta (ela não supera 2 nanômetros), são observadas quando os metamateriais baseados em nanopartículas de ouro são expostas a um fluxo de luz — em condições de ligação eletromagnética, fruto de difração, entre as vibrações localizadas de elétrons livres em nanopartículas.

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O resumo publicado pela Chemical Reviews descreve minuciosamente os achados dos pesquisadores da MEPhI e de seus colegas na área de geração de fenômenos singulares na fase de onda fotônica refratada graças ao uso de tais ressonâncias.

"Tais fenômenos são muito prometedores para as tarefas de desenvolvimento de biossensores, aplicados para a detecção de analitos biológicos críticos — como agentes patogênicos de doenças perigosas em análises biomédicas — graças aos seus parceiros seletivos", diz Andrei Kabashin.

Os cientistas afirmam que esta direção de pesquisa está entre as mais prometedoras na área de biossensores. Usada como parâmetro de sinal, a singularidade fásica pode garantir um avanço revolucionário não só no diagnóstico precoce de doenças perigosas ou no controle de doping ultrapreciso, senão também no controle da qualidade de alimentação e do meio ambiente, optoeletrônica, criação de baterias solares ou conservação de bases de dados.

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