Inovação abre novas perspectivas para a produção de
componentes ópto-eletrônicos como memórias de alta
capacidade para CD's, DVD's ou memórias para computadores

Uma descoberta da equipe de pesquisadores do Laboratório de Materiais Fotônicos do Instituto de Química (IQ) da Unesp, campus de Araraquara, abriu uma nova possibilidade para a indústria de componentes opto-eletrônicos: a possibilidade de gravação tridimensional de informações no interior de um vidro.

O grupo de estudos é coordenado pelo pesquisador Dr. Younès Messaddeq e o vidro especial é parte do trabalho de pós-doutorado de Gaël Poirier, aluno francês especialista em química dos materiais. Há dois anos ele estuda um vidro especial, composto a partir de uma mistura de óxido de tungstênio, polifosfato de sódio e fluoreto de bário.

Em um dos testes no laboratório, Gaël percebeu que quando irradiava o vidro com um raio laser azul, verificou que ficavam gravadas manchas escuras na altura, largura e no comprimento do pedaço de vidro. Além disso, o pesquisador confirmou que o efeito fotossensível podia ser "apagado" ou seja, por meio de tratamentos térmicos apropriados, as manchas desapareciam, evidenciando que o efeito é reversível, o que possibilita fazer novas gravações sobre o mesmo material.

"Atualmente, muitas pesquisas em andamento em todo o mundo visam à gravação tridimensional, porém a novidade foi conseguir atingir este objetivo utilizando um vidro à base de tungstênio como matéria-prima. O segredo do composto aqui desenvolvido está nos elementos químicos adicionados em pequenas quantidades", explica Gaël.

O vidro especial tem coloração amarela e quando irradiado com o laser, muda de cor. O composto é fotossensível, muda suas propriedades quando exposto a luzes especiais. Gaël ressalta, entretanto, que a mancha produzida na experiência não é uma informação digital e somente ilustra na prática a possibilidade da gravação tridimensional.

Uma parceria firmada entre o Laboratório de Materiais Fotônicos do IQ com o Instituto de Estudos Avançados do Centro Técnico Aeroespacial (CTA) de São José dos Campos permitiu uma nova demonstração da experiência. A pedido da equipe da Unesp, os profissionais do CTA gravaram de modo tridimensional a face do físico Albert Einstein em uma amostra de vidro de um centímetro de largura por três de altura.

A variedade especial de vidro abre também novas perspectivas para o desenvolvimento de novos componentes miniaturizados, capazes de substituir mídias como CDs regraváveis, DVDs e cartões de memória utilizados, por exemplo, em câmeras fotográficas digitais e celulares. "Um dos próximos passos será preparar uma película fina de alguns microns (a milionésima parte do metro) deste material e verificar se o efeito é o mesmo observado no vidro. Esta película fina seria capaz de substituir a que atualmente é utilizada em CDs e DVDs", aponta Gaël.

Outro modo de armazenar informações em três dimensões emprega o uso de uma técnica especial chamada holografia. Esta técnica permite aumentar ainda mais a capacidade de armazenamento de dados por centímetro cúbico de material. O aluno de pós-doutorado Dr. Marcelo Nalin, que desenvolve sua pesquisa no Instituto de Física da Unicamp em Campinas, sob a orientação da cientista Lucila Cescato, trabalha em parceria com o Dr. Gael e o Dr. Younés e são os únicos pesquisadores a estudar o fenômeno de fotossensibilidade em vidros de tungstênio, usando a técnica holográfica, no Brasil.

Produção e investimento

Gäel não recebeu nenhum investimento específico para esta pesquisa, somente sua bolsa de pós-doutorado, que é paga pela Fapesp. Nas experiências, utilizou a infra-estrutura de equipamentos do IQ. E teve auxílio financeiro da Fapesp para a compra de alguns itens como reagentes de partida e cadinhos de óxido de alumínio e platina, usados para a fusão das substâncias.

A temperatura de fusão no cadinho depende da composição inicial do material e varia entre mil e 1.600°C. Depois da síntese do vidro, a amostra é submetida a um recozimento que demora quatro horas e, em seguida, é resfriada gradualmente até chegar à temperatura ambiente. A fase final do processo de fabricação é o polimento nas superfícies, passo importante para assegurar a qualidade óptica do material. Para confirmar o estado vítreo da amostra, o material é submetido a técnicas de caracterização, como difração de raios X, análise térmica e observação visual.

Patente solicitada

O vidro fotossensível de Gaël já tem pedido de patente encaminhado ao Instituto Nacional de Propriedade Intelectual (Inpi) e será estendido, no ano que vem para Estados Unidos, Japão, Inglaterra, França, Alemanha, Suécia, Itália, Austrália e China. Depois da obtenção da patente definitiva, o novo material sintetizado será apresentado em congressos científicos. Até o momento, a única apresentação no exterior ocorreu durante um workshop sobre materiais avançados realizado, em junho do ano passado, na Universidade de Münster, na Alemanha.

O desafio da equipe do IQ é agora aperfeiçoar ainda mais o material e encontrar um parceiro comercial. Ele precisará investir na tecnologia, adaptar o vidro para ser capaz de receber e processar informações digitais e também dispor de um gravador capaz de escrever e apagar os dados nas três dimensões.

O volume de informações que pode ser gravada por centímetro cúbico do vidro ainda não foi estimado. Porém, a equipe do Laboratório de Materiais Fotônicos prevê que a capacidade de armazenamento seja muito superior à dos CDs e DVDs atuais. "O limite teórico é de 1,6 terabytes, que corresponde a 1,6 mil gigabytes de dados. Hoje, um DVD suporta 4,7 gigabytes", explica Gaël.

Matéria-prima barata

Outra vantagem do vidro fotossensível é ser uma matéria-prima limpa, barata e reciclável. A variedade desenvolvida por Gaël é mais cara que os vidros tradicionais, que são produzidos à base de silicato (areia). Entretanto, seu custo é inferior ao utilizado atualmente nos CDs regraváveis, que são produzidos com calcogenetos, elementos tóxicos que têm custos mais altos de produção.

Rogério Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

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