TecnologiaNovo tipo de câmera é do tamanho de um grão de sal

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A miniaturização é uma das tendências mais agitadas do mundo nas últimas décadas. Os chips de computador agora têm características medidas em bilionésimos de um metro. Sensores que antes pesavam quilos cabem, agora, dentro do seu smartphone. Mas isso não termina aí.

Os pesquisadores estão com o objetivo de usar sensores menores – muito menores.

Em um artigo da Universidade de Stuttgart publicado na Nature Photonics, cientistas descrevem pequenas lentes impressas em 3D e mostram como elas podem tirar imagens super nítidas. Cada lente tem 120 milionésimos de um metro de diâmetro – basicamente do tamanho de um grão de sal de mesa – e como elas são impressas em 3D em uma única peça, a complexidade não é uma barreira. Qualquer configuração de lente que possa ser projetada em um computador pode ser impressa e usada.

Isso permite que uma variedade de designs seja testada para obter imagens da mais alta qualidade.

De acordo com o artigo, o novo método não só demonstra que as micro-lentes de alta qualidade podem ser impressas em 3D, como também resolve obstáculos aos métodos de produção atuais. Isso inclui limitações sobre o quão compacto pode ser o dispositivo, falha em combinar vários elementos, restrições de design de superfície e dificuldades de alinhamento.

As lentes – que incluíam elementos óticos simples, duplos e triplos – foram impressas em fios de fibra ótica e sensores digitais padrão, como os usados em câmeras. Os pesquisadores acreditam que aplicações futuras incluem imagens médicas endoscópicas menos invasivas do corpo – até mesmo injeção no cérebro – e sensores de câmera quase invisíveis em drones ou robôs em miniatura.

“Isso levará a uma infinidade de novos dispositivos com tremendo impacto na biotecnologia, engenharia médica e monitoramento de segurança”, eles escreveram.

O conjunto de lentes duplas aqui representado foi impresso diretamente em um sensor de imagem CMOS. Crédito de imagem: Timo Gissibl/Universidade de Estugarda

Talvez o aspecto mais interessante da pesquisa, entretanto, é que as lentes não requerem equipamentos de laboratório multimilionários personalizados – em vez de serem feitas em uma impressora laser litográfica 3D Nanoscribe disponível comercialmente.

A impressora envia pulsos de laser ultra-rápidos em uma resina fotossensível, endurecendo-a camada por camada no produto final. Alguns anos atrás, a Nanoscribe mostrou a capacidade da impressora ao gravá-la em tempo real, ao construir rapidamente um modelo 3D de uma nave espacial do tamanho de um cabelo humano.

Para onde ir depois? Os pesquisadores sugerem a adição de revestimentos anti-reflexo para melhorar ainda mais as imagens e camadas adicionais de material para tornar as superfícies mais lisas. O uso de outros materiais pode permitir o uso de lentes de zoom e lentes com foco ajustável.

O artigo não fala de custos ou métodos de fabricação em larga escala – pode ser muito cedo para especular – mas a visão mais ampla aqui é que a impressão 3D na microescala está começando a produzir tecnologias práticas, não apenas modelos legais de uma nave espacial ou do Empire State Building.

Outros usos futuros fascinantes podem incluir a criação de novos supermateriais através da concepção e impressão de arquitetura em microescala. Em um caso, por exemplo, os cientistas usaram uma impressora 3D para imprimir estruturas em miniatura com treliças reminiscentes de colunas gregas ou romanas. O material provou ser mais leve do que a água e mais forte do que o aço.

Mas talvez o mais incrível de tudo é considerar o que acontece quando sensores, antenas e até mesmo equipamentos de computação podem ser combinados em dispositivos de coleta de informações na microescala. Esse é um conceito conhecido como “smart dust” (poeira inteligente), e tem sido lançado na ficção científica e nas comunidades de pesquisa por algum tempo.

Simplificando, a poeira inteligente é o que acontecerá se a miniaturização continuar em sua trajetória atual – o ponto em que os dispositivos podem ser espalhados aos ventos em milhões, bilhões ou mesmo trilhões para medir o mundo em detalhes deslumbrantes. Big data e a Internet das Coisas enlouqueceram.

Não é difícil imaginar as incríveis e aterrorizantes implicações.

É claro que as micro-lentes são um componente simples, e ainda não é provável que vejamos a verdadeira poeira inteligente por algum tempo. Mas há projetos empurrando nessa direção. E em uma indicação de onde as coisas estão, a Gartner inclui a poeira inteligente em sua lista anual de tecnologias emergentes, embora em seu ponto mais especulativo.

Seja o que for que o futuro possa reservar, fique tranquilo, isso é apenas o começo.

Publicado originalmente em Singularity Hub e reproduzido sob licença.