I ricercatori della Chalmers University of Technology hanno costruito una nanoantenna molto semplice che dirige i colori rosso e blu in direzioni opposte, anche se l'antenna è più piccola della lunghezza d'onda della luce. I risultati – pubblicati sulla rivista online Comunicazioni sulla natura questa settimana – può portare a nanosensori ottici in grado di rilevare concentrazioni molto basse di gas o biomolecole.

Una struttura più piccola della lunghezza d'onda della luce visibile (390-770 nanometri) non dovrebbe essere realmente in grado di disperdere la luce. Ma questo è esattamente ciò che fa la nuova nanoantenna. Il trucco impiegato dai ricercatori di Chalmers è quello di costruire un'antenna con una composizione del materiale asimmetrica, creando sfasamenti ottici.

L'antenna è costituita da due nanoparticelle distanti circa 20 nanometri su una superficie di vetro, uno d'argento e uno d'oro. Gli esperimenti mostrano che l'antenna diffonde la luce visibile in modo che i colori rosso e blu siano diretti in direzioni opposte.

"La spiegazione di questo fenomeno esotico sono gli sfasamenti ottici, "dice Timur Shegai, uno dei ricercatori dietro la scoperta. "Il motivo è che le nanoparticelle di oro e argento hanno proprietà ottiche diverse, in particolare diverse risonanze plasmoniche. Risonanza plasmonica significa che gli elettroni liberi delle nanoparticelle oscillano fortemente al ritmo della frequenza della luce, che a sua volta influenza la propagazione della luce anche se l'antenna è così piccola."

Il metodo utilizzato dai ricercatori di Chalmers per controllare la luce utilizzando la composizione di materiali asimmetrici, come argento e oro, è completamente nuovo. È facile costruire questo tipo di nanoantenna; i ricercatori hanno dimostrato che le antenne possono essere fabbricate densamente su vaste aree utilizzando una litografia colloidale economica.

Il campo di ricerca della nanoplasmonica è un'area in rapida crescita, e riguarda il controllo del comportamento della luce visibile su scala nanometrica utilizzando una varietà di nanostrutture metalliche. Gli scienziati ora hanno un parametro completamente nuovo, la composizione asimmetrica del materiale, da esplorare per controllare la luce.

La nanoplasmonica può essere applicata in una varietà di aree, dice Mikael Käll, professore nel gruppo di ricerca di Chalmers.

"Un esempio sono i sensori ottici, dove puoi usare i plasmoni per costruire sensori così sensibili da poter rilevare concentrazioni di tossine o sostanze di segnalazione molto più basse di quanto sia possibile oggi. Ciò può comportare il rilevamento di singole molecole in un campione, Per esempio, diagnosticare precocemente le malattie, che facilita l'inizio rapido del trattamento."