Dispositivi in ​​miniatura che potrebbero essere sviluppati in cassaforte, tecnologia di imaging ad alta risoluzione, con usi come aiutare i medici a identificare i tumori potenzialmente mortali e trattarli precocemente, sono stati creati nella ricerca che coinvolge l'Università di Strathclyde.

I dispositivi utilizzano radiazioni terahertz, che possono penetrare attraverso materiali come la plastica, legno e pelle. Questa forma di radiazione, che cade tra l'infrarosso e le microonde nello spettro elettromagnetico, non danneggia i tessuti viventi come possono fare altre forme come i raggi X.

I dispositivi sono realizzati con nanofili 100 volte più sottili di un capello umano. Potrebbero essere utilizzati in nuovi, tecnologia di imaging sicura con una risoluzione molto più elevata rispetto agli attuali dispositivi a ultrasuoni utilizzati per rilevare piccoli tumori.

Un team di ricercatori dell'Istituto di fotonica di Strathclyde, presso il Dipartimento di Fisica dell'Università, ha sviluppato una tecnica di microassemblaggio altamente accurata per consentire la costruzione di un reticolo 3D di dispositivi a nanofili. Il team ha utilizzato un sistema di microassemblaggio specializzato di "stampa transfer" per stampare strutture di nanofili semiconduttori, con precisione su scala nanometrica, in schemi ortogonali su strutture di antenne metalliche.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Scienza , è il risultato di una collaborazione tra Strathclyde, l'Università di Oxford, e l'Australian National University (ANU), con sede a Canberra.

Professor Martin Dawson, uno dei principali ricercatori di Strathclyde sul progetto, ha dichiarato:"È molto emozionante vedere questo lavoro collaborativo con i nostri stretti colleghi di Oxford e dell'ANU pubblicato su una rivista prestigiosa come Science. Negli ultimi anni abbiamo sviluppato nuove capacità per la stampa di nanostrutture e microstrutture a semiconduttore a Strathclyde e, combinato con la capacità di ANU di sviluppare nanofili semiconduttori e i concetti avanzati di rilevamento della luce di Oxford, questo ha portato a risultati molto entusiasmanti.

"È stato un piacere collaborare con i nostri colleghi in questo lavoro e non vediamo l'ora di ottenere ulteriori risultati all'avanguardia dalla collaborazione".

Dott. Antonio Hurtado, un docente senior presso l'Istituto di fotonica di Strathclyde, che fa anche parte del team principale di Strathclyde, ha dichiarato:"Costruire i sistemi di rilevamento THz è stata una grande sfida che ha richiesto lo sviluppo a Strathclyde di processi di nanofabbricazione estremamente precisi. Questi ci hanno permesso di utilizzare i nanofili semiconduttori dell'ANU come "mattoni" per la loro integrazione sequenziale nei rilevatori THz 3-D progettato a Oxford, mantenendo la precisione nanometrica necessaria per assemblare i sistemi. Questa è stata una grande combinazione di capacità e una fantastica collaborazione tra i diversi team coinvolti in questo lavoro".

Altri sistemi di radiazioni terahertz, come quelli utilizzati negli scanner di sicurezza aeroportuali, si basano sul semplice rilevamento dell'intensità. Però, tecniche di imaging migliorate possono essere implementate sfruttando il fatto che la radiazione terahertz, come tutte le onde elettromagnetiche, contiene informazioni di polarizzazione, la direzione dei campi elettromagnetici mentre si propagano nello spazio.

L'orientamento dei nanofili nel dispositivo consente di misurare indipendentemente radiazioni terahertz con diverse polarizzazioni e data l'area compatta del dispositivo, apre la strada a futuri sistemi di imaging su chip.