Mod ultrafølsomme diagnostiske chips

Et internationalt hold, ledet af Swinburne-forskere, har udviklet en ultratynd nanostruktur guldfilm – eller metasurface – med potentiale til at revolutionere næste generation af bio-sensing chips.

Den nye metasurface kunne bruges til at skabe en ekstremt følsom diagnostisk chip til at opdage sygdom i små mængder kropsvæsker.

Forskerne, ledet af stiftende direktør for Center for Translational Atomaterials, Professor Baohua Jia og leder af det ikke-lineære fysikcenter ved Australian National University (ANU), Professor Yuri Kivshar udviklede for nylig metaoverfladen, som er i stand til stærk lys-stof-interaktion med højere følsomhed.

Forskningsgennembruddet er blevet rapporteret som forsidehistorien i tidsskriftet Nano bogstaver , et månedligt peer-reviewed videnskabeligt tidsskrift udgivet af American Chemical Society.

Metaoverfladen består af en række stående dobbeltsøjle-metamolekyler, der understøtter stærke mørketilstandsresonanser eller elektromagnetiske konfigurationer, der kan 'fange' lysenergi og forhindre den i at undslippe. Når de mørke tilstande er spændte, strukturen 'klemmer' lys ind i spolernes spidser.

"Når metasfladen er oplyst af lys i nogle specifikke skrå vinkler, mørke tilstande kan ophidses, og de kan "fange" al energien fra indfaldende lys, fører til de højeste feltforbedringer ved spidsen af ​​søjler, " siger førsteforfatter af papiret og Swinburne Ph.D.-kandidat Yao Liang.

"Fordi tilstanden er fanget og klemt, feltet bliver så højt, at en ultrahøj kvalitetsfaktor, den såkaldte Q-faktor, der bruges til at beskrive, hvor godt enheden er i stand til at fange lyset i enheden, kan opnås, " siger medforfatter ANU Ph.D.-kandidat Kirill Koshelev.

Den stærke lysfeltforbedring i det infrarøde molekylære fingeraftryksbølgelængdeområde har mange anvendelser.

"For eksempel, det kan anvendes til at bygge en ultrakompakt og ekstremt følsom diagnostisk chip, der kan påvise sygdom i små blodprøver eller spyt, hjælper folk med at overvåge deres helbred i realtid, " siger medforfatter fra South China Normal University, Dr. Fengchun Zhang.

Gennembruddet viser et stort potentiale for andre applikationer såsom ultrahurtig termisk billeddannelse og kvanteemittere.