Detecção de luz ultravioleta com a ajuda de interruptores moleculares

O velho ditado “a dose faz o veneno” também é verdadeiro para a luz ultravioleta (UV). Embora a luz UV seja essencial para a produção de vitamina D, ela também é importante na fototerapia, em vários processos industriais e no crescimento de plantas. Ela também tem efeitos nocivos, como envelhecimento prematuro da pele e câncer.

Os efeitos benéficos ou prejudiciais da luz UV dependem, entre outras variáveis, da dose de UV fornecida. Com o surgimento da tecnologia de ponto de atendimento e da Internet das Coisas, há uma demanda crescente por monitoramento em tempo real de variáveis ​​ambientais que impactam nossa saúde. No entanto, as tecnologias de detecção óptica UV existentes dependem de materiais com flexibilidade limitada ou de aparelhos caros e frágeis (de nível científico).

Para preencher essa lacuna, pesquisadores liderados pelo Prof. Bora Ung na École de Technologie Supérieure (ÉTS), Canadá, fabricaram uma nova fibra óptica semelhante à borracha para detecção de UV. O trabalho intitulado “Novel elastomeric spiropyran-doped poly(dimethylsiloxane) optical waveguide for UV sensing” foi publicado em Fronteiras da Optoeletrônica.

Para fazer isso, os pesquisadores usaram poli(dimetilsiloxano) (PDMS) — um plástico altamente flexível, extensível e biocompatível — dopado com um corante orgânico que atua como um interruptor molecular para tornar o PDMS responsivo à luz UV.

A estrutura molecular do corante orgânico, chamado espiropirano, sofre uma transformação reversível desencadeada pela irradiação UV, que resulta em mudanças nas propriedades ópticas do composto PDMS. Essas mudanças podem ser medidas usando fontes de LED/laser e fotodiodos comumente disponíveis.

Uma vez que a exposição UV cessa, o material recupera suas propriedades iniciais, muito parecido com um interruptor, e pode ser reutilizado muitas vezes. Os pesquisadores esperam sua integrabilidade a tecidos inteligentes e dispositivos vestíveis para monitoramento contínuo de dose UV, alavancando as vantagens de sensores ópticos, como imunidade à interferência eletromagnética e corrosão.

As descobertas são um passo importante em direção à pesquisa em óptica elastomérica, materiais ópticos inteligentes e sensores de guia de onda ópticos de polímero.