Des chercheurs de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) ont mis au point un capteur qui non seulement détecte des nanoparticules de plus en plus petites, mais détecte également leur état et suit leur mouvement dans l'espace. À l'aide de nouveaux capteurs, il sera possible de voir ce qui était auparavant difficile ou impossible, des virus dans l'air et des protéines dans le corps aux impuretés individuelles dans les semi-conducteurs et bien plus encore.
Bref, le capteur très sensible et compact proposé par les scientifiques est un nouveau type de résonateur Fabry-Pérot bien connu. Il s'agit d'un système de deux miroirs coaxiaux et opposés l'un à l'autre, dont la lumière est réfléchie à plusieurs reprises jusqu'à la manifestation de l'effet de résonance. Et si dans les microscopes ordinaires à champ lumineux, les objets nanométriques ne sont pas visibles, car ils sont trop petits pour la réflexion et l'absorption détectées des ondes lumineuses, alors étant dans le champ lumineux de mille réflexions, le secret devient apparent.
Si une nanoparticule se trouve dans un champ lumineux observé, elle interagit avec la lumière des milliers de fois, ce qui entraîne une modification de l'intensité lumineuse mesurable. De plus, le champ lumineux aura des intensités différentes en différents points de l'espace. Cela permet de tirer des conclusions sur la position et le comportement de la nanoparticule dans l'espace tridimensionnel. Ainsi, il devient possible d'observer le mouvement brownien dans un milieu où des molécules entrent en collision avec des nanoparticules et d'étudier à la fois les milieux et les nanoparticules dans toute leur diversité. Cela ne veut pas dire qu'il était impossible de le faire auparavant, mais d'une manière assez simple, qui a été proposée par des scientifiques allemands, les observations n'étaient pas disponibles.
Les applications potentielles du résonateur comprennent la détection de mouvement tridimensionnel avec une résolution temporelle élevée et la détermination des propriétés optiques de nanoparticules biologiques telles que des protéines, de l'ADN ou des virus. Ainsi, le capteur peut donner un aperçu de processus biologiques qui n'ont pas encore été étudiés. Le capteur lui-même est un système à fibre optique avec un espace et des sections en miroir, entre lesquelles des échantillons sont passés pour étude. Le pompage s'effectue avec un laser.
2021-11-12 14:38:21
Auteur: Vitalii Babkin