Un team di ricercatori dell'Institute of Materials Science della Kaunas University of Technology (KTU), La Lituania, insieme ai colleghi del Giappone e della Lettonia, ha ideato un metodo che costringe oltre 300 milioni di nanoparticelle metalliche ad autoassemblarsi in strutture regolari, che migliorano la loro interazione con la luce per ordini di grandezza. Questo lavoro potrebbe essere utile nello sviluppo di laser ultra-piccoli che possono contribuire alla diagnostica di molte malattie, compresi quelli oncologici.

Al KTU Institute of Materials Science, i ricercatori stanno studiando i materiali a livello di atomi e molecole per trovare modi per riorganizzare in modo efficiente le caratteristiche di varie superfici utilizzate nel campo della fotonica e della medicina. Nello studio più recente, Scienziati della KTU Professor Sigitas Tamulevicius, Professor Tomas Tamulevicius e Ph.D. lo studente Mindaugas Juodenas ha approfondito il mondo delle particelle metalliche più piccole e la loro interazione con la luce.

"Queste nanoparticelle metalliche sono molto piccole, così piccole che un migliaio di esse potrebbe adattarsi a un capello umano, " disse Juodenas.

Tali particelle possono interagire in modo risonante con la luce, che è un fenomeno interessante e utile di per sé. Se, però, costituiscono un più grande, struttura periodica, la loro interazione collettiva con la luce non solo diventa più forte di ordini di grandezza, ma può anche essere controllata. Questo apre una pletora di possibilità per lo sviluppo di dispositivi fotonici ultra-piccoli, come i nanolaser.

"Abbiamo ideato un metodo che costringe oltre 300 milioni di nanoparticelle metalliche ad autoassemblarsi in modo regolare. Questo le fa interagire con la luce in modo più efficiente. Quali sono i vantaggi? Questa è un'opportunità per sviluppare sensori biologici estremamente sensibili e in grado di rilevare anche singole molecole.La diagnosi di varie malattie diventerebbe così possibile in una fase molto precoce, " ha spiegato Juodenas, uno dei coautori della ricerca.

I risultati dei ricercatori della KTU potrebbero anche avvantaggiare il nuovo metodo di trattamento del cancro, il trattamento fototermico, che è attualmente in fase di sviluppo in tutto il mondo. Il trattamento fototermico significa che il calore prodotto dall'interazione risonante delle nanoparticelle con la luce viene applicato a un'area molto piccola per uccidere le cellule cancerose senza influenzare altri tessuti del corpo. Ciò richiede la tecnologia laser, e un dispositivo con gli array di nanoparticelle proposti dai ricercatori della KTU potrebbe consentire lo sviluppo di nanolaser impiantabili, che aiuterebbe a reindirizzare la luce nelle cellule dannose in modo più efficiente.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica ACS Nano .