Una squadra internazionale, guidato dai ricercatori di Swinburne, ha sviluppato un film d'oro nanostrutturato ultrasottile, o metasuperficie, con il potenziale per rivoluzionare i chip di biorilevamento di prossima generazione.

La nuova metasuperficie potrebbe essere utilizzata per creare un chip diagnostico estremamente sensibile per rilevare la malattia in piccole quantità di fluidi corporei.

I ricercatori, co-guidato dal direttore fondatore del Center for Translational Atomaterials, Professor Baohua Jia e capo del Centro di fisica non lineare presso l'Australian National University (ANU), Il professor Yuri Kivshar ha recentemente sviluppato la metasuperficie, che è in grado di una forte interazione luce-materia con una maggiore sensibilità.

La svolta della ricerca è stata riportata come la storia di copertina nella rivista Nano lettere , una rivista scientifica mensile peer-reviewed pubblicata dall'American Chemical Society.

La metasuperficie è costituita da una serie di metamolecole a doppio pilastro in piedi che supportano forti risonanze in modalità oscura o configurazioni elettromagnetiche che possono "intrappolare" l'energia luminosa e impedirne la fuoriuscita. Una volta che le modalità oscure sono eccitate, la struttura 'spreme' la luce nelle punte dei pilastri.

"Quando la metasuperficie è illuminata dalla luce in alcuni specifici angoli obliqui, le modalità scure possono essere eccitate e possono "intrappolare" tutta l'energia della luce incidente, portando ai massimi miglioramenti sul campo alle punte dei pilastri, ", afferma il primo autore dell'articolo e candidato al dottorato di ricerca Swinburne Yao Liang.

"Perché la modalità è intrappolata e schiacciata, il campo diventa così alto che un fattore di altissima qualità, il cosiddetto fattore Q utilizzato per descrivere quanto bene il dispositivo è in grado di intrappolare la luce nel dispositivo, può essere raggiunto, ", afferma il co-autore ANU Ph.D. candidato Kirill Koshelev.

Il forte miglioramento del campo luminoso nella regione della lunghezza d'onda dell'impronta molecolare dell'infrarosso ha molte applicazioni.

"Per esempio, potrebbe essere applicato per costruire un chip diagnostico ultracompatto ed estremamente sensibile in grado di rilevare la malattia in piccoli campioni di sangue o saliva, aiutare le persone a monitorare la propria salute in tempo reale, ", afferma il coautore della South China Normal University, Il dottor Fengchun Zhang.

La svolta mostra un grande potenziale per altre applicazioni come l'imaging termico ultraveloce e gli emettitori quantistici.