Proprio come le antenne radio amplificano i segnali dei nostri telefoni cellulari e televisori, lo stesso principio può valere per la luce. Per la prima volta, ricercatori del CNRS e dell'Aix Marseille Université sono riusciti a produrre una nanoantenna da brevi filamenti di DNA, due nanoparticelle d'oro e una piccola molecola fluorescente che cattura ed emette luce. Questa antenna ottica facile da maneggiare è descritta in un articolo pubblicato su Comunicazioni sulla natura il 17 luglio 2012. Questo lavoro potrebbe a lungo termine portare allo sviluppo di diodi emettitori di luce più efficienti, celle solari più compatte o addirittura essere utilizzate nella crittografia quantistica.

Poiché la luce è un'onda, dovrebbe essere possibile sviluppare antenne ottiche in grado di amplificare i segnali luminosi allo stesso modo in cui i nostri televisori e telefoni cellulari catturano le onde radio. Però, poiché la luce oscilla un milione di volte più veloce delle onde radio, sono necessari oggetti di dimensioni nanometriche (nm) estremamente piccole per catturare onde luminose così rapide. Di conseguenza, l'equivalente ottico di un'antenna elementare (di tipo a dipolo) è un emettitore quantistico circondato da due particelle mille volte più piccole di un capello umano.

Per la prima volta, i ricercatori degli Istituti Langevin e Fresnel hanno sviluppato una nanoantenna di luce così ispirata alla bio-ispirazione, che è semplice e facile da maneggiare. Hanno innestato particelle d'oro (36 nm di diametro) e un colorante organico fluorescente su brevi filamenti sintetici di DNA (da 10 a 15 nm di lunghezza). La molecola fluorescente agisce come una sorgente quantistica, rifornire l'antenna di fotoni, mentre le nanoparticelle d'oro amplificano l'interazione tra l'emettitore e la luce. Gli scienziati hanno prodotto in parallelo diversi miliardi di copie di queste coppie di particelle (in soluzione) controllando la posizione della molecola fluorescente con precisione nanometrica, grazie alla spina dorsale del DNA. Queste caratteristiche vanno ben oltre le possibilità offerte dalle tradizionali tecniche di litografia attualmente utilizzate nella progettazione dei microprocessori. A lungo termine, tale miniaturizzazione potrebbe consentire lo sviluppo di LED più efficienti, rivelatori più veloci e celle solari più compatte. Queste nanosorgenti di luce potrebbero essere utilizzate anche nella crittografia quantistica.