A observação detalhada da natureza pode revelar soluções brilhantes para a ciência. Isto é o que aconteceu com o asas da cigarra Imperatrizque escondem uma rede nanoscópica capaz de transformar o detecção química e biológica.
Milhares de espirais microscópicas cobrem cada asa do inseto e, quando revestidas de prata, permitem a técnica SERS (Espectroscopia Raman Aprimorada de Superfície) Capte sinais anteriormente invisíveis com uma precisão surpreendente.
Uma descoberta com impacto global
A descoberta, publicada na revista Avanços AIPpoderia revolucionar a fabricação de sensores, permitindo mais dispositivos moleculares sensível, económico e sustentável. Suas aplicações vão desde diagnósticos médicos até controles ambientaisexpandindo o acesso a tecnologias de detecção em todo o mundo.
O estudo foi liderado pelo cientista Chung-Hung Hongjuntamente com equipes do Universidade Médica da China e o Universidade Nacional de Taiwan.
A cigarra Emperatriz e sua estrutura única
Este inseto da ordem Hemípterosconhecido por suas asas translúcidas e canto de verão, vive em regiões da Ásia. A sua estrutura de asa não só cumpre funções biológicas, mas também inspira desenvolvimentos em nanotecnologiagraças ao arranjo regular de colunas microscópicas em sua superfície.
Durante anos, a detecção de pequenas moléculas ou vestígios de contaminação exigiu sensores ópticos especializados e caros. A espectroscopia Raman, base desses dispositivos, requer nanoestruturas complexas e materiais caros, o que limita sua aplicação massiva em hospitais ou monitoramento ambiental.
A natureza como modelo
Diante desse desafio, os pesquisadores aproveitaram a geometria natural das asas para modelo pronto para usar. Eles aplicaram uma fina película de prata usando duas técnicas:
- Pulverização.
- Evaporação com canhão de elétrons.
Cada método gerou colunas diferentes (cilíndricas ou cônicas). A equipe procurou a espessura perfeita da prata e descobriu que um separação de cinco nanômetros entre pilares cilíndricos produz o maior efeito SERS.
Esse espaçamento cria “pontos críticos“onde se concentra o campo eletromagnético, multiplicando o sinal detectado. A intensidade obtida foi de até um milhão de vezes maior do que uma asa sem prata, posicionando esta tecnologia como referência em detecção óptica ultrassensível.
Aplicações futuras
Os pesquisadores notaram que o método poderia ser estendido a superfícies inspiradas em outras espécies, como borboletas ou folhastornando-o mais sustentável e escalável. As asas da cigarra Imperatriz poderiam inspirar sensores que operam em diferentes comprimentos de onda, mesmo além da luz visível, permitindo a detecção patógenos ou contaminantes em vários ambientes.
A equipe estima que esse avanço poderia “abrir um novo caminho para tecnologias de detecção sustentáveis, de baixo custo e altamente sensíveis”, ampliando o acesso às inovações científicas.
Desafios e conclusões
A utilização de materiais biológicos envolve desafios, como variabilidade natural em tamanho ou formae a necessidade de adaptação de outras superfícies naturais. No entanto, pesquisas mostram que nanoestruturas biológicas Eles podem orientar os avanços científicos e de engenharia.
A conclusão é clara: ciência e natureza podem caminhar juntas rumo a novas ferramentas para o cuidado da saúde e do planeta, inspirando soluções inovadoras a partir dos padrões invisíveis de um inseto.
Com informações da AFP e Econews.