Uma dupla de engenheiros do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) desenvolveu minúsculos microchips de silício de baixo custo que podem gerar e emitir ondas eletromagnéticas de alta frequência, chamadas ondas terahertz (THz) ou raios-T, que penetram materiais sem causar o dano ionizante dos raios-X.
A aplicação desta tecnologia vai da segurança e da comunicação até cuidados de saúde e jogos. Os raios-T podem sentir cada molécula e assim podem detectar células cancerosas, identificar dispositivos explosivos, armas e drogas escondidas e até mesmo medir o teor de gordura numa galinha. “Não estamos falando apenas de uma possibilidade. Nós realmente demonstramos que isso funciona”, diz Ali Hajimiri, um dos engenheiros. “A primeira vez que vimos as imagens reais, ficamos boquiabertos.”
O problema dos escâneres de raios-T até agora é que eles eram enormes, exigindo lasers e muitas lentes para focar a luz e equipamentos de refrigeração para manter tudo em temperatura operacional. Mas a dupla da Caltech conseguiu miniaturizar e baratear um dispositivo de imagem de raios-T.
“Usando a mesma tecnologia de circuito integrado de baixo custo que é usada para fazer os microchips encontrados em nossos telefones celulares e notepads atuais, criamos um chip de silício que pode operar a cerca de 300 vezes sua velocidade”, diz Hajimiri. “Esses chips permitirão uma nova geração de sensores extremamente versáteis.”
Hajimiri, um professor da Caltech, e Kaushik Sengupta (PhD ’12) descreveram o trabalho na edição de dezembro do periódico ‘Journal of Solid-State Circuits’ do Instituto de Engenharia Elétrica e Eletrônica (IEEE).
Chips de silício não são projetados para operar em frequências de terahertz e a equipe teve de aproveitar a força coletiva de vários transistores operando em conjunto para aumentar a força do sinal. “Tradicionalmente, as pessoas têm tentado fazer estas tecnologias trabalharem em frequências mais altas, com grandes elementos produzindo energia. Pense nisso como elefantes”, diz Hajimiri. “Hoje em dia, podemos fazer um número enorme de transistores que individualmente não são muito poderosos, mas quando combinados e trabalhando em uníssono podem fazer muito mais. Se esses elementos são sincronizados – como um exército de formigas –, eles podem fazer tudo o que o elefante faz e até mais.”
Os muitos desafios enfrentados pela equipe foram enfrentados com grande determinação para ver o projeto obter resultados, além da capacidade de ver as coisas de forma diferente. “Tivemos de dar um passo atrás e perguntar: ‘Podemos fazer isso de maneira diferente?’”, diz Sengupta. “Nossos chips são um exemplo do tipo de inovação que pode surgir se superarmos as formas tradicionais de pensar sobre circuitos integrados, eletromagnetismo, antenas e ciências aplicadas. É uma solução holística.”
A questão que permanece é se temos a responsabilidade de utilizar esta nova tecnologia de uma forma que beneficie a humanidade. Ou será que isso será usado para maior degradação?
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