I ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno sviluppato un sensore che non solo rileva nanoparticelle sempre più piccole, ma rileva anche il loro stato e traccia il loro movimento nello spazio. Con l'aiuto di nuovi sensori, sarà possibile vedere ciò che prima era difficile o impossibile, dai virus nell'aria e dalle proteine nel corpo alle singole impurità nei semiconduttori e molto altro.
In breve, il sensore altamente sensibile e compatto proposto dagli scienziati è un nuovo tipo del noto risonatore Fabry-Perot. Si tratta di un sistema di due specchi coassiali ed opposti tra loro, la luce tra i quali viene riflessa ripetutamente fino alla manifestazione dell'effetto di risonanza. E se nei normali microscopi con campo luminoso, gli oggetti su scala nanometrica non sono visibili, poiché sono troppo piccoli per la riflessione e l'assorbimento delle onde luminose rilevate, allora trovandosi nel campo luminoso di mille riflessi, il segreto diventa evidente.
Se una nanoparticella si trova in un campo luminoso osservato, interagisce con la luce migliaia di volte e questo porta a un cambiamento nell'intensità della luce che può essere misurata. Inoltre, il campo luminoso avrà intensità diverse in diversi punti dello spazio. Ciò consente di trarre conclusioni sulla posizione e sul comportamento della nanoparticella nello spazio tridimensionale. Così, diventa possibile osservare il moto Browniano in un mezzo in cui le molecole si scontrano con le nanoparticelle e studiare sia i mezzi che le nanoparticelle in tutta la loro diversità. Questo non vuol dire che fosse impossibile farlo prima, ma in un modo piuttosto semplice, proposto dagli scienziati tedeschi, le osservazioni non erano disponibili.
Le potenziali applicazioni del risonatore includono il rilevamento del movimento tridimensionale con un'elevata risoluzione temporale e la determinazione delle proprietà ottiche di nanoparticelle biologiche come proteine, DNA o virus. Pertanto, il sensore può fornire informazioni sui processi biologici che non sono ancora stati studiati. Il sensore stesso è un sistema in fibra ottica con uno spazio vuoto e sezioni specchiate, tra le quali vengono passati i campioni per lo studio. Il pompaggio avviene con un laser.
2021-11-12 14:38:21
Autore: Vitalii Babkin