O nanoaparelho foi construído por Linbo Shao e seus colegas da Universidade de Harvard, nos EUA.
Shao construiu o menor aparelho de rádio do mundo, cuja peça fundamental tem o tamanho de dois átomos, e demonstrou que ele pode funcionar em condições extremas, mesmo nos ambientes mais inóspitos.
E é um rádio óptico, que funciona usando luz, e não eletricidade.
A peça fundamental do nanorrádio é um pequeno defeito encontrado no interior dos diamantes. São as chamadas vacâncias de nitrogênio - ou centros de cor -, as mesmas que vêm sendo usadas há tempos como qubits para computadores quânticos.
Rádio de diamante
Nas vacâncias de nitrogênio, um átomo de carbono da estrutura cúbica do diamante é substituído por um átomo de nitrogênio. O átomo de nitrogênio expulsa outro átomo de carbono vizinho, criando um sistema que é formado essencialmente por um átomo de nitrogênio mais uma carga positiva - uma lacuna, ou ausência de elétron.
Essa estrutura pode ser usada para detectar campos magnéticos muito tênues ou para emitir fótons individuais - é assim que ele funciona como qubit, já que essa propriedade fotoluminescente permite converter informação em luz. Essa capacidade de conversão também foi explorada para viabilizar o nanorrádio.
Um aparelho de rádio tem cinco componentes básicos: uma fonte de energia, um receptor, um transdutor, para converter os sinais eletromagnéticos de alta frequência em uma corrente de baixa frequência, e um alto-falante ou fone de ouvido, para converter os sinais de baixa frequência em sons.
No nanorrádio, um laser verde é usado para fornecer energia para os elétrons na vacância de nitrogênio. Esses elétrons são sensíveis a campos eletromagnéticos, incluindo as ondas de rádio FM, por exemplo. Quando o centro de nitrogênio recebe uma onda de rádio, ele emite um sinal na forma de uma luz vermelha que corresponde ao sinal de áudio, que é então convertido em som por meio de um alto-falante comum.
Para sintonizar as estações é usado um eletroímã externo, que cria um campo magnético ao redor do nanodiamante. Esse campo magnético pode ser ajustado para alterar a frequência à qual o centro de nitrogênio é sensível, permitindo alterar a estação que o nanorrádio sintoniza.
No espaço e no corpo humano
Cada vacância de nitrogênio emite um único fóton de cada vez, o que é muito bom para qubits, mas fraco demais para um rádio. Para gerar um feixe de luz forte o suficiente para ser enviado para o alto-falante, Shao usou bilhões de centros de nitrogênio para reforçar o sinal.
Por outro lado, o fato de poder teoricamente operar com um único fóton mostra a sensibilidade que se pode alcançar com esse conceito.
Graças à resistência natural do diamante, o nanorrádio é extremamente forte e durável - a equipe sintonizou uma estação e ouviu música de boa qualidade com o nanorrádio colocado dentro de um forno a 350º C.
"Este rádio poderá ser capaz de funcionar no espaço, em ambientes agressivos ou mesmo dentro do corpo humano, já que os diamantes são biocompatíveis," disse o professor Marko Loncar, coordenador da equipe.
FONTE: INOVAÇÃO TECNOLÓGICA
