Barreiras de luz controlam fluxo de fluido em trs dimenses

Nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 20/10/2025

Funcionamento das barreiras optofludicas configurveis nos modos de direcionamento, diviso e concentrao de partculas. O dispositivo microfludico pode intercalar de um modo para outro (reconfigurao das barreiras) quase instantaneamente.
[Imagem: Falko Schmidt et al. – 10.1038/s41566-025-01731-z]

Controle de fluidos com luz

Uma novidade tecnologia fotnica est tornando possvel controlar fluidos e partculas em trs dimenses por meio de “estradas de calor”, geradas unicamente por luz e pelos caminhos onde forem necessrias a cada momento.

O truque consiste em fabricar barreiras optofludicas, fronteiras reconfigurveis em tempo de voo para fabricar canais virtuais capazes de desviar, encarcerar ou dividir partculas, tudo sem contato e sem a urgência de estruturas fsicas fixas.

Essas barreiras so criadas por gradientes de temperatura induzidos opticamente. Mais especificamente, elas so construdas sob demanda iluminando superfcies revestidas com nanopartculas de ouro, que se aquecem de modo crescente, induzindo esses gradientes de temperatura.

Parece simples, mas h diversos fenmenos fsicos em operao, incluindo convertido fototrmica, termo-osmose, termoforese e conveco oriundo, tudo junto levando criao de canais virtuais que permitem controlar o fluxo de fluidos.

“Graas possibilidade de configurao em tempo real, essa tecnologia pode ser ajustada dinamicamente para tarefas uma vez que direcionamento ou diviso de partculas, alm de simular ambientes biolgicos reais,” explica o professor Emilio Reina, da Universidade de Mlaga, na Espanha.

Alm de guiar fluidos, o mecanismo tambm consegue manipular nanopartculas.
[Imagem: Falko Schmidt et al. – 10.1038/s41566-025-01731-z]

Microlaboratrios

Por ser muito verstil, a tecnologia permite fabricar mltiplas funes, facilitando o projeto de ferramentas rpidas, precisas e portteis para – entre muitas outras finalidades – realizar anlises clnicas, estudos farmacolgicos ou pesquisa bsica.

A expectativa que a novidade instrumento fotnica tenha um impacto direto na biotecnologia e na medicina personalizada. Entre as possibilidades esto novos dispositivos do tipo microfludico, dispositivos miniaturizados que integram mltiplas funes de um laboratrio convencional em um nico chip de poucos milmetros, por isso tambm conhecidos uma vez que microlaboratrios.

“Esta pesquisa foi baseada em uma metodologia hbrida que combina experimentao avanada com simulaes numricas de alta-fidelidade. Os modelos computacionais nos permitiram prever o comportamento trmico e fludico em geometrias complexas, otimizando o planejamento dos experimentos. Por sua vez, os resultados experimentais permitiram a validao e o refinamento dos modelos, em um processo de retroalimentao contnua que foi fundamental para atingir o nvel de controle demonstrado,” concluiu o professor Reina.

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