Fonte da imagem: Reprodução/Helmholtz-berlin.de

Na semana passada, pesquisadores da Universidade de Berlim em conjunto com o Centro de Materiais e Energia de Berlim (HZB) divulgaram um projeto capaz de mudar os rumos da ciência. Por meio de um holograma duplo, eles seriam capazes de captar imagens de reações químicas, tornando possível o acompanhamento detalhado dos processos moleculares.

Interações moleculares

O rastreamento de interações moleculares é de grande importância, pois pode ajudar a compreender a forma como o nosso sistema imunológico se comporta diante de um vírus, além de facilitar o entendimento de processos como a fotossíntese.

Entretanto, além de serem microscópicos, estes processos acontecem de maneira muito rápida, fazendo com que seja quase impossível acompanhar os movimentos das moléculas. Por este motivo, o projeto criado pela equipe do Prof. Dr. Stefan Eisebitt já pode ser considerado como uma das inovações de maior destaque dos últimos tempos.

A captação de imagens

Para que a filmagem destes processos fosse possível, a equipe precisou desenvolver um equipamento capaz de captar imagens em poucos femtossegundos. Os femtossegundos correspondem a 10-15 segundos. Ou seja, um milionésimo de um bilionésimo de segundo. Se fosse necessária uma comparação, o femtossegundo estaria para um segundo como um segundo está para 32 milhões de anos.

Fonte da imagem: Reprodução/Helmholtz-berlin.de

Neste caso, as imagens foram captadas em sequência, com um intervalo de apenas 50 femtossegundos. Embora já fosse possível criar imagens com exposição de alguns femtossegundos, ainda não havia maneira de realizar uma sequência de imagens tão veloz, já que os sensores não tinham a velocidade necessária para processar a imagem a tempo de realizar a nova captura.

A solução: hologramas

Para possibilitar a captura sequencial de imagens em femtossegundos, os pesquisadores alemães criaram um poderoso laser desenvolvido com raio X, codificando duas imagens sobrepostas em um único holograma. O processo é bastante demorado, sendo necessária uma técnica especial para a decodificação das camadas do holograma até se obter a sequência desejada.

Fonte da imagem: Reprodução/Helmholtz-berlin.de

Entre as etapas do processo, é necessário primeiro dividir o raio X em dois, então, com o auxilio de múltiplos espelhos, eles forçam um dos feixes a se desviar. Este pequeno desvio permite que os dois feixes do raio alcancem a molécula com uma diferença de 0,00000000000005 segundos. Segundo Prof. Dr. Stefan Eisebitt, “Em longo prazo, o objetivo é ser capaz de seguir os movimentos das moléculas e nanoestruturas em tempo real”.

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