Heinrich Rohrer; um pai da nanotecnologia

 

Heinrich Rohrer (Buchs, Suiça, 3 de junho de 1933 – Wollerau, Suiça, 16 de maio de 2013), físico suíço que dividiu juntamente com outro físico Gerd Binning o Prêmio Nobel de Física de 1986 e possibilitou inúmeras inovações na nanotecnologia.

No começo os cientistas mais céticos diziam que o aparelho não exibia condições mecânicas para funcionar. Depois diziam que o princípio de funcionamento da máquina violava uma lei da física. Um ano depois que os pesquisadores Gerd Binning e Heinrich Rohrer (1933-2013), do laboratório da IBM em Zurique, na Suíça, desenvolveram seu microscópio capaz de ampliar uma superfície 300 milhões de vezes, os cientistas não concebem o avanço da física de materiais sem o novo equipamento.

Foi graças a ele que os dois cientistas suíços fizeram jus ao Prêmio Nobel de Física de 1986 – uma honra que dividiram com o alemão Ernst Ruska (1906-1988), pioneiro da Sociedade Max Planck e inventor do microscópio eletrônico em 1931.

Antes de Ruska, os microscópios óticos, que utilizam as lentes de cristal e a luz visível, conseguiram aumentar cerca de 30 000 vezes um objeto, o suficiente para ver bactérias e células. Ruska conseguiu, com seu aparelho, ampliar 1 milhão de vezes os objetos.

Alguns tipos de vírus puderam, então, materializar-se nas telas do equipamento. Binning e Rohrer permitiram algo até então impensável. Seu microscópio exibe imagens de superfícies cuja textura é definida pelos próprios átomos individualmente. “Obtivemos não apenas a impressão digital do átomo, mas flagramos os contornos de sua fisionomia”, disse Rohrer.

O microscópio eletrônico revolucionou a biologia na década de 1930, fornecendo ampliações milhares de vezes maiores que as dos microscópios ópticos, permitindo aos cientistas discernir pela primeira vez o funcionamento interno das células.

Mas não foi tão útil para os cientistas de materiais, como os que constroem circuitos eletrônicos, que estavam mais interessados ​​em superfícies. Explorar os detalhes desses circuitos exigia uma tecnologia completamente nova, o microscópio de varredura por tunelamento, que forneceria imagens de átomos individuais nas superfícies.

Muitos cientistas consideraram tal feito impossível. Em 1979, porém, os físicos Heinrich Rohrer e Gerd Binnig, do Laboratório de Pesquisa da IBM em Zurique, na Suíça, patentearam um dispositivo desse tipo e mudaram para sempre a indústria eletrônica. Pela sua invenção, receberam o Prémio Nobel da Física em 1986, um prêmio que partilharam com o físico Ernst Ruska, que desenhou o primeiro microscópio eletrônico.

Rohrer e Binning eram conhecidos como os pais da nanotecnologia – a construção e manipulação de objetos extremamente pequenos – porque o seu dispositivo podia ser usado para mover átomos numa superfície.

A invenção da dupla se baseia em um fenômeno da mecânica quântica conhecido como tunelamento, assim chamado porque os elétrons passam através de uma barreira supostamente impenetrável, como o vácuo. O fenômeno é a base da microscopia de varredura por tunelamento.

Na construção de túneis, a ponta de um fio eletricamente carregado, por exemplo, emite elétrons em ondas que lembram aproximadamente o formato de uma fonte. Quando dois desses dispositivos são aproximados, as ondas sobrepostas fundem-se parcialmente e os elétrons fluem através da lacuna, criando uma pequena corrente.

Seu dispositivo usa uma caneta semelhante à agulha de um toca-discos. É muito menor, porém, convergindo para um ponto com apenas um átomo de diâmetro. Em alto vácuo, a agulha é aproximada da superfície a ser examinada e uma pequena carga elétrica é aplicada, produzindo uma corrente. A força da corrente depende da distância entre o ponto e a superfície.

À medida que a caneta é varrida para frente e para trás pela superfície – de forma muito semelhante ao feixe de elétrons de um tubo de raios catódicos em uma televisão – a corrente varia com a altura da superfície. Um computador move a caneta para cima e para baixo para manter a corrente constante. O registo desses movimentos, convertidos em duas dimensões, proporciona uma imagem da superfície. Todo o processo depende da corrente produzida pelo tunelamento.

O primeiro experimento da dupla em um cristal de ouro produziu uma imagem de fileiras de átomos precisamente espaçados e amplos terraços separados por degraus de um átomo de altura.

O movimento da caneta é muito sensível a quaisquer vibrações do ambiente externo. Rohrer já havia enfrentado essas dificuldades antes: em seu trabalho de pós-graduação sobre supercondutores, ele realizou a maioria de seus experimentos na calada da noite para minimizar as vibrações provocadas pelo homem na cidade. Em seus primeiros experimentos, a dupla usou ímãs poderosos colocados em uma pesada mesa de pedra sobre pneus de borracha inflados para proteger o dispositivo.

Seu primeiro dispositivo útil tinha um pesado ímã permanente flutuando em uma piscina de chumbo supercondutor. Dentro de alguns anos, porém, eles tinham um dispositivo que, sem a câmara de vácuo, cabia na palma da mão. Em 1987, eles o reduziram ao tamanho da ponta de um dedo.

A caneta também pode ser usada para empurrar e puxar átomos individuais pela superfície. Em 1990, Rohrer e Binnig produziram a conhecida imagem das letras que a IBM formou a partir de átomos de xenônio em um cristal de níquel.

Heinrich Rohrer nasceu em 6 de junho de 1933, na comunidade agrícola de Buchs, na Suíça. A sua família mudou-se para Zurique quando ele tinha 13 anos, expandindo dramaticamente os seus horizontes. Ele sempre se interessou por línguas clássicas e ciências naturais, mas estudou física no Instituto Federal Suíço de Tecnologia em 1951 e recebeu seu doutorado em 1960.

Depois de se casar com Rose-Marie Egger no ano seguinte, Rohrer aceitou uma bolsa de estudos na Rutgers University, em Nova Jersey. Por muitos anos, o casal fez longas viagens de acampamento pelos EUA com suas duas filhas.

No final de 1963, ingressou no recém-formado Laboratório de Pesquisa IBM. Exceto por um período sabático em meados da década de 1970 na UC Santa Barbara, ele permaneceu na IBM até 1997. Binnig ainda realiza pesquisas para a IBM em Zurique.

Mais tarde, Rohrer aceitou cargos de pesquisa no Japão e na Espanha, onde continuou a se concentrar em nanotecnologia.

Rohrer morreu de causas naturais em 16 de maio em sua casa em Wollerau, Suíça, segundo a IBM. Ele tinha 79 anos.

“A invenção do microscópio de varredura por tunelamento foi um momento seminal na história da ciência e da tecnologia da informação”, disse John E. Kelly III, diretor de pesquisa da IBM, em um comunicado. “Esta invenção deu aos cientistas a capacidade de criar imagens, medir e manipular átomos pela primeira vez e abriu novos caminhos para a tecnologia da informação que ainda buscamos hoje.”

Ele deixa sua esposa; as filhas Doris e Ellen; e dois netos.

(Créditos autorais: https://www.latimes.com/science/la- Los Angeles Times/ CIÊNCIA E MEDICINA/ POR THOMAS H. MAUGH II, ESPECIAL PARA O THE TIMES – 23 DE MAIO DE 2013)

Direitos autorais © 2013, Los Angeles Times

(Fonte: Veja, 22 de outubro de 1986 – Edição 946 – NOBEL – Pág: 107)