Sono in fase di sviluppo dispositivi ultrasensibili per rilevare composti biologici e chimici.

I dispositivi di risonanza plasmonica di superficie (SPR) sono il punto di riferimento nel rilevamento ottico. Sono utilizzati per rilevare i biomarcatori della malattia, alla scoperta della droga, analisi di sostanze chimiche, garantire la qualità e la sicurezza degli alimenti, e rilevamento di inquinanti nel nostro ambiente. I dispositivi SPR possono rilevare molecole entro poche centinaia di nanometri dalle loro superfici metalliche. Quando una molecola bersaglio si lega alle molecole sensibili poste sulla superficie del dispositivo, questo altera il percorso della luce che viaggia attraverso il mezzo, cambiando il suo "indice di rifrazione". Questo cambiamento viene utilizzato per indicare la presenza della molecola.

Gli scienziati stanno lavorando per migliorare la sensibilità, compattezza e costo dei dispositivi SPR modificando i materiali utilizzati per realizzarli.

Brian Corbett e Muhammad Khan dell'University College Cork in Irlanda hanno esaminato le ultime ricerche nel campo dei dispositivi "Bloch surface wave", pubblicando i loro risultati sulla rivista Scienza e tecnologia dei materiali avanzati .

Le onde di superficie di Bloch (BSW) sono onde luminose che viaggiano sulla superficie di materiali isolanti o "dielettrici", come il vetro. I ricercatori stanno testando l'uso di materiali dielettrici, al posto dei metalli tipicamente utilizzati per le superfici dei dispositivi SPR, per sviluppare dispositivi BSW. Facendo così, stanno rilevando cambiamenti ancora più piccoli nell'indice di rifrazione del materiale.

"Le onde di superficie Bloch possono essere utilizzate per una varietà di applicazioni di rilevamento, " dice Corbett. "Potrebbero anche essere usati come piattaforma per circuiti ottici integrati compatti, " aggiunge. Corbett prevede che i dispositivi BSW diventeranno disponibili in commercio nei prossimi anni.

Corbett e Khan hanno progettato un semplice sensore BSW, impiegando il silicio come materiale di superficie, che ritengono abbia vantaggi pratici grazie alla facilità con cui fornisce e rileva le onde luminose.

"La ricerca mostra che le onde di superficie possono essere facilmente generate e forniscono una misura sensibile per rilevare il legame di un materiale su una superficie, " dice Corbett. "Questi sensori possono fornire un rilevamento in tempo reale e possono essere un modo per schermare la presenza di biomarcatori per diverse malattie, come il cancro e il morbo di Alzheimer, all'ambulatorio del medico».

I sensori BSW devono ancora essere testati per la loro durata in ambienti reali, dice Corbett. L'obiettivo del team è sviluppare una piattaforma di rilevamento su chip ad alta sensibilità che possa essere utilizzata in ultima analisi in dispositivi da banco o persino basati su smartphone, lui dice, con potenziale applicazione nel monitoraggio della qualità dell'acqua.