L'uso di codici a barre per etichettare e identificare gli oggetti di uso quotidiano è familiare come una gita al supermercato. Immagina di ridurre quei codici a barre un milione di volte, da scala millimetrica a scala nanometrica, in modo che possano essere utilizzati all'interno delle cellule viventi per etichettare, identificare e tracciare gli elementi costitutivi della vita o, miscelati negli inchiostri per prevenire la contraffazione. Questa è la frontiera della nanoingegneria, che richiedono la fabbricazione e la manipolazione controllata di nanostrutture a livello atomico:nuove, ricerca fondamentale, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , mostra le possibilità e le opportunità future.

La collaborazione guidata dalla University of Technology Sydney (UTS) ha sviluppato un metodo di crescita dei nanocristalli che controlla la direzione di crescita, produzione di strati sottili atomici programmabili, nanobarrette arbitrarie con codice a barre, con uniformità morfologica. Il risultato sono milioni di diversi tipi di nanocodici che possono formare una "biblioteca" per future applicazioni di rilevamento su scala nanometrica.

I ricercatori prevedono che tali strutture di codici a barre attireranno ampi interessi in una gamma di applicazioni come nanovettori di informazioni per la bio-nanotecnologia, Scienze di vita, archivio dati, una volta che sono incorporati in una varietà di matrici.

L'autore principale, il dott. Shihui Wen, ha affermato che la ricerca fornisce un punto di riferimento che aprirà il potenziale per la progettazione di dispositivi nanofotonici più piccoli.

"Le strutture dei nanobarcode inorganiche sono rigide, ed è facile controllare il composito, precisione dello spessore e della distanza tra i diversi segmenti funzionali per la codifica a barre geometrica oltre il limite di diffrazione ottica. Poiché sono chimicamente e otticamente stabili, i codici a barre nanoscopici possono essere utilizzati come vettori per la consegna e il monitoraggio dei farmaci nella cellula, una volta che la superficie delle strutture del codice a barre viene ulteriormente modificata e funzionalizzata con molecole sonda e carichi, "Dottor Wen, dell'UTS Institute of Biomedical Materials and Devices (IBMD), disse.

Il team ha anche avuto un'ulteriore svolta con lo sviluppo di un romanzo, sistema di decodifica tandem, utilizzando la nanoscopia a super-risoluzione per caratterizzare diversi codici a barre ottici entro il limite di diffrazione.

autore senior, Direttore IBMD UTS, Il professor Dayong Jin ha affermato che non esiste un sistema commerciale disponibile per questo tipo di imaging a super risoluzione.

"Abbiamo dovuto costruire la strumentazione per diagnosticare le funzioni sofisticate che possono essere intenzionalmente incorporate nel minuscolo nanorod. Questi insieme ci consentono di sbloccare l'ulteriore potenziale per posizionare le molecole atomiche dove vogliamo, in modo da poter continuare a miniaturizzare i dispositivi. Questo è stato il la prima volta che siamo stati in grado di utilizzare il sistema a super risoluzione per sondare, attivare e leggere il segmento funzionale specifico all'interno del nanorod.

"Immagina un piccolo dispositivo, più piccolo di un millesimo della larghezza di un capello umano, e possiamo attivare selettivamente una particolare regione di quel dispositivo, vedere le proprietà ottiche, quantificarli. Questa è la scienza che ora mostra molte nuove possibilità, " ha detto. Il professor Jin è anche il co-direttore del Centro comune di ricerca UTS-SUStech.

I ricercatori prevedono che i dispositivi ottici sviluppati su nanoscala potrebbero essere utilizzati contemporaneamente per etichettare diverse specie cellulari.

"Questi dispositivi sono anche facilmente applicabili per l'anticontraffazione ad alto livello di sicurezza quando diversi lotti di essi vengono miscelati con inchiostri e possono essere facilmente stampati su prodotti di alto valore per l'autenticazione". ha detto il dottor Wen.