![A lente é construída usando uma única camada de WS2, que possui apenas três átomos de espessura. O detalhe revela um éxciton, um elétron energizado ligado a uma lacuna carregada positivamente na estrutura atômica. [Imagem: Ludovica Guarneri]](https://cdnsjengenhariae.nuneshost.com/wp-content/uploads/2024/06/lente-mais-fina-do-mundo-2.jpeg "Lente ultrafina usa efeitos quânticos para focar a luz")
Ludovica Guarneri e seus colegas das universidades de Amsterdã (Países Baixos) e Stanford (EUA) desenvolveram uma inovação significativa no campo das ópticas: a lente mais fina já criada, utilizando uma camada atômica única de dissulfeto de tungstênio (WS2). Esta lente revolucionária, com meio milímetro de diâmetro e espessura de apenas 0,6 nanômetros, não opera com fótons de luz, como as lentes tradicionais de vidro, mas sim com quasipartículas conhecidas como éxcitons.
Ao contrário das lentes convencionais que dependem de formas curvas, esta metalente é composta por anéis concêntricos de WS2, seguindo o princípio da lente de Fresnel, que utiliza difração em vez de refração para focalizar a luz. A distância focal da lente é determinada pelo tamanho e espaçamento dos anéis em relação ao comprimento de onda da luz. O protótipo desenvolvido pela equipe conseguiu focar luz vermelha a uma distância de 1 mm da lente.
Uma característica distintiva desta lente é sua eficiência de foco, que se baseia em efeitos quânticos no WS2. Esses efeitos permitem que o material absorva e reemita luz de forma eficiente em comprimentos de onda específicos, aumentando sua capacidade de operação em condições ideais.
Os éxcitons formados pelo material, onde um elétron e a lacuna que ele deixa na rede atômica permanecem unidos pela atração eletrostática, desempenham um papel crucial no processo de absorção e reemissão de fótons. Este fenômeno é responsável pela eficiência da lente, sendo que ela demonstra um desempenho ainda mais notável em temperaturas mais baixas, onde os éxcitons são mais estáveis.
A lente ultrafina apresenta uma característica única: enquanto uma parte da luz que a atravessa forma um ponto focal brilhante, a maior parte passa sem ser afetada. Embora isso possa parecer uma limitação, na verdade abre novas possibilidades para tecnologias avançadas.
“Esta lente pode ser utilizada em aplicações onde a visão através dela não deve ser perturbada, mas uma pequena quantidade de luz pode ser aproveitada para coletar informações. Isso a torna ideal para óculos de realidade aumentada”, explicou o professor Jorik van de Groep.
Os pesquisadores agora estão focados em desenvolver e testar revestimentos ópticos mais complexos e multifuncionais, que possam ter suas funções, como o foco da luz, ajustadas eletricamente em tempo real.
“Os éxcitons são extremamente sensíveis à densidade de carga do material, então podemos modificar o índice de refração aplicando voltagem”, destacou Van de Groep, enfatizando que “o futuro dos materiais excitônicos é promissor!”
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