- O descobrimento contempla a possibilidade de integrar dispositivos eletrónicos (semicondutores) diretamente dentro da fibra
O estudante de pós-graduação e membro da equipa de pesquisa Chong Hou aguenta uma bolsa com fibras, as quais têm um diâmetro de 100 micrómetros e um revestimento que melhora ainda mais sua resistência. Autor da imagem: Jose Luis Olivares/MIT.
As fibras óticas são condutores óticos com grande capacidade de transmissão de dados em longa distância. Ou, dito de outra forma, são filamentos de vidro longos e bem finos, de aproximadamente 125 micrómetros (o dobro de espessura de um cabelo humano), através dos quais se transmitem dados mediante sinais luminosos ou feixes de luz. Seu núcleo é de sílica puríssima e de aproximadamente 8 micrómetros de diâmetro. A grosso modo, se fabricam a partir de grandes tubos de vidro que reproduzem em escala macroscópica a estrutura da fibra, tubos que recebem o nome de preformas, os quais se esquentam e se estiram até obter os filamentos que, posteriormente, são cobertos com um revestimento de plástico para protegê-los.
Diferentes tipos de tubos e barras de dióxido de silício de baixo custo no laboratório. Os pesquisadores experimentaram enchendo estes tubos com uma variedade de metais para fabricar uma preforma. Quando o provaram com o alumínio, depararam-se com resultados inesperados. Autor da imagem: Jose Luis Olivares/MIT.
Durante décadas, e até então, as fibras se haviam fabricado assim: os materiais (composição) e a geometria da fibra eram idênticos aos da preforma, apesar de que com um diâmetro muito inferior. No entanto, um grupo de pesquisadores do MIT encontrou, de maneira inesperada, um método para criar fibras com uma composição diferente a dos materiais de partida: estavam a fazer experimentos para tentar incorporar fios de metal dentro das fibras e, quando provaram fazê-lo com alumínio, perceberam que o núcleo da fibra tinha se convertido em silício cristalino muito puro (sem que o mesmo estivesse presente na preforma).
O forno para estirar a fibra, que esquenta os tubos a aproximadamente 2.200 graus Celsius. Autor da imagem: Jose Luis Olivares/MIT.
A equipa, cujo pesquisador principal chama-se Yoel Fink, referiu-se ao processo como a ser uma espécie de “alquimia”: a partir de uma preforma que continha alumínio e vidro de sílica como materiais de base, conseguiu-se fibra com núcleo de silício cristalino extremamente puro. Uma das vantagens desta descoberta é que tanto o alumínio como o vidro de sílica são materiais abundantes e de baixo custo que se utilizam habitualmente para fazer, por exemplo, janelas e frisos de janelas. Porém os usos desta descoberta vão muito além disso: com esta técnica que introduz o alumínio e que consegue núcleos de silício puro (que são utilizados para fabricar células solares e microchips) se entrevê a possibilidade de integrar dispositivos eletrónicos (semicondutores) diretamente dentro da fibra, o qual amplia muito o campo de possíveis aplicações, como o da roupa inteligente ou dos dispositivos todavia mais integrados que os atuais. Os resultados do trabalho já foram publicados na Nature Communications.
Fontes:
MIT, Instituto Tecnológico de Massachusetts
Xatakaciencia
http://www.madehow.com/Volume-1/Optical-Fiber.html
http://nemesis.tel.uva.es/images/tCO/contenidos/tema2/tema2_1_1.htm
