Nanopartículas que emitem luz – parte I

No último sábado fui com os alunos e outros professores do Projeto Educacional Alternativa Cidadã (PEAC) ao Museu de Ciências e Tecnologia da PUC-RS. Acho que eu me diverti mais que os alunos, hehehe. Havia um experimento que mostrava como fenômenos que seguem uma distribuição normal acabam formando uma curva gaussiana. Outro mostrava como funciona a topologia de Möbius (algo que não vou explicar aqui para não cansar o leitor, mas eu queria muito registrar porque teria facilitado minha vida se eu tivesse visto esse experimento ANTES de estudar reações pericíclicas no doutorado, juro). Mais um: em dois tubos de vidro foram colocados dois objetos cada, uma bolinha e uma pena. No primeiro tubo havia ar como na atmosfera, no segundo havia uma quantidade mínima de ar para simular o vácuo. Dava pra ver direitinho que Newton tinha razão: independentemente da massa, dois corpos caem com a mesma velocidade no vácuo. Isso não acontece num ambiente com ar, que causa resistência – o que fez com que a bolinha caísse bem antes da pena. Simples e bacana.

Bem, vamos parar de enrolar e ir direto ao assunto. O que me motivou a escrever esse post foi um experimento de fotoquímica que vi lá: as pessoas se posicionam na frente de uma parede branca (que é um painel pintado com tinta fosforescente) e apertam um botão que dispara um flash, como se posassem para uma fotografia. As substâncias fosforescentes da tinta na parede absorvem a radiação luminosa proveniente do flash e a reemitem. A região da parede que corresponde à sombra da pessoa é a única que não recebe radiação luminosa do flash, então não reemite luz. O resultado é muito legal – a sombra da pessoa fica “retida” no painel por vários segundos. Essas tintas fosforescentes também são usadas em placas de sinalização de rodovias, interruptores elétricos e mostradores de relógios.

A reemissão de luz por certas substâncias é chamada de luminescência. A luminescência pode ser dividida em fosforescência e fluorescência. O fenômeno da fosforescência ocorre da seguinte maneira: uma fonte externa (que no caso do experimento era o flash) emite fótons, que são absorvidos pela molécula fosforescente; isso faz com que os elétrons da camada mais externa dos seus átomos se afastem do núcleo. Chamamos esse átomo com os elétrons mais afastados do núcleo de estado excitado. Como esse estado excitado dos átomos não pode durar para sempre, os elétrons voltam a se aproximar do núcleo aos poucos, liberando energia. Essa energia é a luz emitida. A fosforescência envolve mudança no spin do elétron, por isso a volta dos átomos ao estado fundamental - que é aquele com os elétrons mais próximos do núcleo - é relativamente lenta e a emissão de luz dura vários segundos. Já no caso da fluorescência também há reemissão de luz, porém a sua duração é muitíssimo mais curta (menos de 0,00001 segundo). Isso ocorre porque na fluorescência a absorção de energia não muda o spin do elétron.

E o que tudo isso pode ter a ver com nanobiotecnologia????
A resposta é.... muita coisa. É possível construir nanopartículas luminescentes que emitem luz numa cor característica quando há um estímulo específico. Essa propriedade tem sido utilizada de forma promissora para o diagnóstico apurado de certas doenças no corpo. Quer saber como isso funciona? Hummm, acho que vou criar um suspense! Os detalhes poderão ser conferidos no próximo post. ;-D

(continua no próximo post)

Leia outros posts relacionados (por assunto)