Avance científico en Asturias: antenas de oro 600.000 veces más pequeñas que un grano de azúcar
ASTURIAS
Científicos de la Universidad de Oviedo desarrollan unas antenas de oro para focalizar luz infrarroja en la nanoescala. Abre posibilidades en la detección y control de moléculas como la glucosa y contaminantes atmosféricos
08 oct 2021 . Actualizado a las 21:10 h.Un equipo internacional liderado por la Universidad de Oviedo ha desarrollado unos nanodispositivos de oro que permiten el focalizado de luz infrarroja en regiones extraordinariamente pequeñas sobre la superficie de dichos materiales, mejorando así los resultados obtenidos en materiales convencionales isótropos (donde la luz se propaga de igual manera en todas las direcciones). Los investigadores han diseñado un nanodispositivo 600.000 veces más pequeño que un grano de azúcar. Este logro abre posibilidades interesantes en la detección y control de moléculas individuales tales como la glucosa y contaminantes atmosféricos
Según ha informado la Universidad de Oviedo, el logro supone un avance significativo para el desarrollo de tecnologías basadas en la manipulación de la luz en la nanoescala (nanoluz), como sensores de moléculas individuales de interés biológico (glucosa), sustancias tóxicas y/o cancerígenas, o catalizadores de reacciones químicas.
Los resultados han sido publicados en la revista «Science Advances» y suponen un avance para el desarrollo de nanodispositivos que permitan controlar la luz en la nanoescala con aplicaciones tecnológicas, como sensores biológicos ultrasensibles.
El equipo de investigación internacional ha sido liderado por la Universidad de Oviedo y el Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (C1NN) del CSIC en L'Entregu, en colaboración con el Donostia International Physics Center (DIPC) de San Sebastián, el CIC nanoGUNE de San Sebastián, el Moscow Institute of Physics and Technology de Rusia, el Institute of Science and Technology Austria IST, la Huazhong University of Science and Technology Wuhan de China y la Monash University de Australia.
Aparte del posible desarrollo de sensores biológicos compactos en plataformas planares, este logro podría tener aplicaciones interesantes para la manipulación y direccionamiento de luz, así como el aprovechamiento de energía en forma de calor y tecnologías de las comunicaciones.
En concreto, los científicos han diseñado nanoantenas de oro con una geometría optimizada para lograr excitar nanoluz (en forma de polaritones, ondas de superficie en el material) a lo largo de direcciones específicas y en forma de rayos ópticos en cristales de óxido de molibdeno.
Mediante la disposición espacial adecuada de dichas nanoantenas sobre la superficie del cristal, se consiguió la formación de un foco puntual como resultado de la interferencia constructiva de dos rayos lanzados por dos nanoantennas individuales.
Dichos focos presentan un mayor valor de confinamiento de la nanoluz (mayor intensidad), así como una mayor absorción óptica respecto a los focos obtenidos en materiales isótropos en condiciones comparables. Además, las distancias focales obtenidas pueden controlarse fácilmente modificando la disposición de las nanoantenas, con lo que pueden lograrse valores muy por debajo de lo que es posible conseguir en medios isótropos.
Las nanoantenas utilizadas en este trabajo representan así un primer nanodispositivo óptico para el futuro desarrollo de nuevas tecnologías en nanofotónica basadas en plataformas compactas y planares utilizando nanomateriales anisótropos.
«Nuestro hallazgo representa un paso decisivo hacia el futuro desarrollo de nuevos elementos ópticos en la nanoescala y en el infrarrojo para nuevas tecnologías de las comunicaciones ultracompactas», ha afirmado Javier Martín-Sánchez, investigador Ramón y Cajal en el grupo de Nanoóptica Cuántica de la Universidad de Oviedo y primer autor principal del trabajo de investigación.