Sfruttando una particolare proprietà di diffrazione della luce all'interfaccia tra un vetro e un liquido, i ricercatori hanno dimostrato le prime pinzette ottiche in grado di intrappolare particelle su scala nanometrica.

Le pinzette ottiche sono una tecnologia in rapida crescita, e hanno aperto una vasta gamma di applicazioni di ricerca negli ultimi anni. I dispositivi funzionano intrappolando le particelle nei punti focali di raggi laser strettamente focalizzati, consentendo ai ricercatori di manipolare gli oggetti senza alcun contatto fisico. Finora, pinzette ottiche sono state utilizzate per confinare oggetti di appena micrometri di diametro, eppure ora c'è un crescente desiderio tra i ricercatori di estendere la tecnologia alle particelle su scala nanometrica. In una nuova ricerca pubblicata in EPJ MI , Janine Emile e Olivier Emile all'Università di Rennes, Francia, dimostrare un nuovo design di pinzette, che ha permesso loro di intrappolare per la prima volta particelle fluorescenti di appena 200 nanometri di diametro.

Se reso disponibile per un uso diffuso, trappole ottiche su nanoscala potrebbero essere utilizzate per procedure sperimentali che richiedono gradi di precisione estremi, comprese misurazioni dirette delle forze su nanoscala, alterazioni delle membrane cellulari, e manipolazioni di virus e filamenti di DNA. Il progetto di Emile ed Emile si basava sui "punti Arago":punti luminosi luminosi che si formano al centro di ombre circolari, come la luce si diffonda attorno agli oggetti creandoli. Inoltre, si basavano sul principio della "riflessione interna totale", in cui i raggi di luce che colpiscono un'interfaccia vetro-liquido con la giusta angolazione vengono riflessi perfettamente.

Nell'esperimento, il duo ha sparato un raggio laser perfettamente allineato sull'interfaccia tra una lastra di vetro, e un liquido contenente nanoparticelle fluorescenti sospese; con un disco circolare opaco che ne blocca parzialmente il percorso. Lo spot Arago risultante è stato quindi totalmente riflesso nell'interfaccia, creando un'onda esponenzialmente sbiadita che si è allontanata dal punto in tutte le direzioni. Finalmente, nanoparticelle sospese potrebbero essere posizionate all'interno di questa onda a forma di ciambella, ed eccitato da un laser separato per emettere luce. Le forze risultanti impartite da queste onde luminose hanno fatto sì che le particelle diventassero strettamente confinate nel punto di Arago. Con ulteriori miglioramenti a questa configurazione, le pinzette ottiche su nanoscala potrebbero presto aprire nuove opportunità per la ricerca, in aree che vanno dalla medicina all'informatica quantistica.