Nova tecnologia usa luz para gravar imagens 3D apagáveis #ÚltimasNotícias

Imagine se os médicos pudessem capturar projeções tridimensionais de exames médicos, suspendendo-os dentro de um cubo de acrílico para criar uma reprodução portátil do coração, cérebro, rins ou outros órgãos de um paciente. Então, quando a visita termina, uma rápida explosão de calor apaga a projeção e o cubo está pronto para o próximo exame.

Um relatório no jornal Química por pesquisadores de Dartmouth e da Southern Methodist University (SMU) descreve um avanço técnico que pode permitir tais cenários e outros com ampla utilidade.

O estudo introduz uma técnica que usa um projetor de luz especializado para imprimir imagens bidimensionais e 3D dentro de qualquer polímero que contenha um aditivo químico fotossensível desenvolvido pela equipe. A gravação baseada em luz permanece no polímero até que o calor seja aplicado, o que apaga a imagem e a deixa pronta para uso novamente.

Em resumo, os pesquisadores escrevem com luz e apagam com calor ou luz, diz Ivan Aprahamian, professor e chefe de química em Dartmouth e coautor correspondente do artigo. Em ensaios de teste, os pesquisadores produziram imagens de alta resolução em polímeros que variam de filmes finos a seis polegadas de espessura.

A tecnologia é destinada a qualquer situação em que ter dados visuais detalhados e precisos em um formato compacto e facilmente personalizável pode ser crítico, diz Aprahamian, como planejar cirurgias e desenvolver projetos arquitetônicos. O dispositivo também pode ser usado para gerar imagens 3D para educação e até mesmo criar arte, diz ele.

“Isso é como uma impressão 3D reversível”, diz Aprahamian. “Você pode pegar qualquer polímero que tenha as propriedades ópticas ideais — ou seja, que seja translúcido — e aprimorá-lo com nossa chave química. Agora esse polímero é uma tela 3D. Você não precisa de headsets de realidade virtual ou instrumentação complicada. Tudo o que você precisa é do pedaço certo de plástico e da nossa tecnologia.”

Polímeros prontamente disponíveis — como um cubo de acrílico — poderiam ser transformados em um display com a adição do “interruptor” químico sensível à luz formulado por Aprahamian e Qingkai Qi, um pesquisador de pós-doutorado em Dartmouth e o primeiro autor do estudo. O interruptor consiste em um composto chamado azobenzeno que reage à luz pareada com difluoreto de boro, o que melhora as propriedades ópticas do interruptor.

Uma vez integrado a um polímero, o interruptor reage a comprimentos de onda de luz vermelha e azul emitidos por um projetor desenvolvido no laboratório de Alex Lippert, professor de química na SMU e coautor correspondente do estudo. O coautor do estudo Joshua Plank é um candidato a Ph.D. no laboratório de Lippert. A luz vermelha age como tinta ao ativar o aditivo químico para criar a imagem, diz Aprahamian. A luz azul pode então ser usada para apagá-la.

O projetor ilumina o polímero tratado de diferentes ângulos com vários padrões de luz, explica Lippert. O produto químico fotossensível desenvolvido no laboratório de Aprahamian em Dartmouth é ativado onde esses padrões se cruzam para produzir padrões 3D.

Criar projeções 3D a partir de imagens 2D, como uma radiografia de tórax, significaria projetar fatias da imagem original em um cubo de polímero ou outro formato até que as fatias se combinassem para formar a imagem 3D completa, diz Lippert.

Os pesquisadores conseguiram produzir imagens animadas em polímeros e o trabalho futuro gira em torno da melhoria desse processo. Enquanto isso, a tecnologia relatada em Química poderia ser desenvolvido para uso prático em sua forma atual, como na indústria ou na assistência médica.

“A ampliação requer o ajuste das propriedades do interruptor químico para melhorar a resolução, o contraste e a taxa de atualização”, diz Lippert. “O sistema do projetor pode, em princípio, ser ampliado e desenvolvido em um sistema pronto para uso com hardware automatizado e software associado para fácil uso.”