Em artigo publicado na revista Nature Materials, pesquisadores da Universidade de Georgia, nos Estados Unidos, descrevem um novo material que emite uma luz de longa duração próxima ao infravermelho capaz de revolucionar o diagnóstico médico.

O material, que é ativado após um minuto de exposição à luz solar, pode ser fabricado em nanopartículas que se ligam às células cancerosas, por exemplo, tornando visíveis para os médicos os locais de metástases de pequeno porte que de outra forma poderiam passar despercebidas.

Segundo o autor Zhengwei Pan e seus colegas quando o material é colocado em um local aberto, um minuto de exposição solar pode criar uma liberação de 360 horas de luz próxima à infravermelha. Ele pode ser ativado também por luz fluorescente interior, o que aumenta a extensão de suas aplicações possíveis.

O ponto de partida para o material é o íon de cromo trivalente, um emissor conhecido de luz próxima à infravermelha. Quando exposto à luz, seus elétrons se movem rapidamente para um estado de energia mais alto. Conforme os elétrons retornam ao estado fundamental, a energia é liberada como uma luz próxima aos raios infravermelhos. O período de emissão de luz é geralmente curto, tipicamente alguns milissegundos.

A inovação trazida pelo material, que usa matriz de zinco e gallogermanate para hospedar os íons de cromo trivalente, é que a estrutura química cria um labirinto de "armadilhas" que capta a energia de excitação e a armazena por um longo período. Conforme a energia armazenada é termicamente liberada de volta para os íons de cromo em temperatura ambiente, o composto persistentemente emite luz próxima à infravermelha ao longo do período de até duas semanas.

Pan e sua equipe passaram três anos desenvolvendo o material. Versões iniciais emitiam luz por alguns minutos, mas através de modificações nos ingredientes químicos eles foram capazes de aumentar o brilho em minutos, dias e, finalmente, semanas.

"Ainda não acreditamos ter encontrado o melhor composto. Nós iremos continuamente ajustar os parâmetros para que possamos encontrar um muito melhor", ressalta Pan.

Os pesquisadores passaram mais um ano testando o material em locais abertos e fechados, bem como em dias ensolarados, dias nublados e chuvosos para provar a versatilidade. Eles o colocaram em água salgada, água doce, e até mesmo uma solução de água sanitária corrosiva por três meses e não encontraram nenhuma redução no desempenho.

Além de explorar aplicações biomédicas, a equipe de Pan visa utilizá-lo para coletar, armazenar e converter a energia solar. "Este material tem uma extraordinária capacidade de capturar e armazenar energia, então isso significa que ele é um bom candidato para criar células solares muito mais eficientes", conclui o pesquisador.

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