Cientistas da School of Physics and Astronomy da Universidade de Nottingham desenvolveram superfícies metálicas impressas em 3D com texturas complexas capazes de redirecionar moléculas de gás que atrapalham o funcionamento de sensores quânticos. O resultado foi um aumento de até 3,8 vezes na eficiência de bombeamento de um sistema a vácuo, segundo estudo publicado em 22 de janeiro de 2026 na revista Physical Review Applied.
Como funciona
Os pesquisadores imprimiram em liga de titânio padrões microscópicos, como bolsões hexagonais semelhantes a favos de mel e saliências cônicas. Essas geometrias fazem com que partículas incidentes se choquem repetidamente contra a superfície, sendo “empurradas” para fora da região sensível. O módulo, com dimensões próximas às de um disco de hóquei, pode ser instalado em portas de câmaras de vácuo comerciais.
Em testes, o dispositivo triplicou a remoção de moléculas indesejadas em comparação com superfícies lisas. Medidas detalhadas apontaram ganho de até 3,8 vezes na taxa de bombeamento por unidade de área. Simulações indicam que padrões ainda mais sofisticados podem alcançar incremento de até dez vezes.
Impacto para tecnologias quânticas
Sensores quânticos utilizam objetos em escala atômica para medir campos magnéticos, gravidade e outros fenômenos com extrema precisão, mas exigem alto vácuo para evitar colisões com moléculas de ar. Ao reduzir a necessidade de bombas volumosas e ativas, a abordagem baseada em superfícies estruturadas pode tornar esses equipamentos mais compactos e portáteis.
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“Candidatos promissores incluem um desenho hexagonal e um padrão tridimensional inspirado em arte geométrica”, afirmou Nathan Cooper, pesquisador responsável pelo trabalho. Para o doutorando Ben Hopton, simplesmente ajustar a topografia do material já oferece um efeito “surpreendentemente grande”, aliviando parte da demanda sobre bombas tradicionais.
Com informações de Nanowerk
