Quello che i ricercatori avevano pensato come un ostacolo allo sviluppo di tecnologie avanzate basate sul campo emergente della plasmonica è ora visto come un potenziale percorso verso applicazioni pratiche in aree dalla terapia del cancro alla nanoproduzione.

I materiali plasmonici contengono caratteristiche, modelli o elementi che consentono un controllo senza precedenti della luce sfruttando nubi di elettroni chiamate plasmoni di superficie. Potrebbe consentire la miniaturizzazione delle tecnologie ottiche, portando progressi come l'imaging a nanorisoluzione e i chip per computer che elaborano e trasmettono dati utilizzando la luce anziché gli elettroni, che rappresenta un potenziale salto di prestazioni.

Però, lo sviluppo di tecnologie ottiche avanzate che utilizzano la plasmonica è stato ostacolato perché i componenti in fase di sviluppo causano la perdita di troppa luce e la conversione in calore. Ma ora i ricercatori stanno scoprendo che questo "riscaldamento plasmonico indotto da perdite" potrebbe essere la chiave per lo sviluppo di varie tecnologie avanzate, disse Vladimir M. Shalaev, co-direttore del nuovo Purdue Quantum Center, direttore scientifico di nanofotonica presso il Birck Nanotechnology Center nel Discovery Park dell'università e un illustre professore di ingegneria elettrica e informatica.

Il potenziale per applicazioni pratiche che utilizzano il riscaldamento plasmonico indotto da perdite è discusso in un commento apparso il 22 gennaio nella sezione Prospettive di Scienza rivista. L'articolo è stato scritto dal dottorando Justus Ndukaife, Shalaev e Alessandra Boltasseva, professore associato di ingegneria elettrica e informatica.

"La plasmonica ha generato un interesse significativo grazie alla capacità di spremere la luce in volumi su scala nanometrica in micro e nano dispositivi, ma il progresso è stato ostacolato a causa delle perdite plasmoniche, "Ndukaife ha detto. "Stiamo dicendo che possiamo usare queste perdite a nostro vantaggio".

Le nuove tecnologie che potrebbero sfruttare il riscaldamento plasmonico includono:

* Un "nanotweezer" in grado di posizionare piccoli oggetti in modo rapido e preciso e congelarli in posizione, che potrebbe consentire migliori metodi di rilevamento su scala nanometrica e aiutare la ricerca a produrre tecnologie avanzate come computer quantistici e display ad altissima risoluzione.

* Una nuova tecnologia di memorizzazione magnetica chiamata registrazione magnetica assistita dal calore (HAMR), dove le nanoantenne, o trasduttori di campo vicino, servono per focalizzare la luce sul supporto magnetico. Le nanoantenne potrebbero essere sfruttate nell'archiviazione dei dati basata su HAMR. Inoltre, le nanoparticelle plasmoniche possono essere rimodellate mediante riscaldamento e utilizzate per registrare immagini.

* Quadrapeutica, un approccio terapeutico clinico che utilizza nanoparticelle per il trattamento del cancro. Le nanoparticelle sono illuminate con luce laser, producendo nanobolle plasmoniche che possono uccidere le cellule tumorali.

* E un concetto di energia rinnovabile che utilizza "risuonatori plasmonici" per migliorare l'efficienza delle celle solari.

"Sfruttare la perdita intrinseca nella plasmonica potrebbe aiutare a inaugurare innovazioni tecnologiche trasformative che interessano diversi campi, compresa la tecnologia dell'informazione, scienze della vita ed energia pulita, " ha detto Boltasseva. "È tempo che la comunità plasmonica trasformi la perdita in guadagno".