Nanoskopiske stregkoder sætter en ny videnskabelig grænse

At bruge stregkoder til at mærke og identificere hverdagsting er lige så velkendt som en tur i supermarkedet. Forestil dig at krympe disse stregkoder en million gange, fra millimeter til nanometer skala, så de kunne bruges inde i levende celler til at mærke, identificere og spore livets byggesten eller, blandes i blæk for at forhindre forfalskning. Dette er grænsen for nanoteknik, kræver fremstilling og kontrolleret manipulation af nanostrukturer på atomniveau - nyt, grundforskning, udgivet i Naturkommunikation , viser muligheder og muligheder forude.

University of Technology Sydney (UTS) ledede samarbejde udviklede en nanokrystal vækstmetode, der styrer vækstretningen, producere programmerbare atomare tynde lag, vilkårlige stregkodede nanorods, med morfologisk ensartethed. Resultatet er millioner af forskellige slags nanostregkoder, der kan danne et "bibliotek" for fremtidige applikationer til registrering af nanoskala.

Forskerne forventer, at sådanne stregkodestrukturer vil tiltrække brede interesser i en række applikationer som informationsnanobærere til bio-nanoteknologi, biovidenskab, data opbevaring, når de er inkorporeret i en række matricer.

Hovedforfatter Dr. Shihui Wen sagde, at forskningen giver et benchmark, der vil åbne potentialet for konstruktion af mindre nanofotoniske enheder.

"De uorganiske nanostregkodestrukturer er stive, og det er nemt at styre kompositten, tykkelse og afstandsnøjagtighed mellem forskellige funktionelle segmenter til geometrisk stregkodning ud over den optiske diffraktionsgrænse. Fordi de er kemisk og optisk stabile, de nanoskopiske stregkoder kan bruges som bærere til medicinafgivelse og sporing ind i cellen, når overfladen af ​​stregkodestrukturerne er yderligere modificeret og funktionaliseret med probemolekyler og laster, "Dr. Wen, fra UTS Institute of Biomedical Materials and Devices (IBMD), sagde.

Holdet fik også et yderligere gennembrud med udviklingen af ​​en roman, tandem afkodningssystem, ved hjælp af nanoskopi med superopløsning til at karakterisere forskellige optiske stregkoder inden for diffraktionsgrænsen.

Senior forfatter, UTS IBMD direktør, Professor Dayong Jin sagde, at der ikke var noget kommercielt system tilgængeligt til denne type super opløsning billeddannelse.

"Vi var nødt til at bygge instrumenteringen for at diagnosticere de sofistikerede funktioner, der med vilje kan indbygges i den lille nanorod. Disse tilsammen giver os mulighed for at låse op for det yderligere potentiale for at placere atommolekyler, hvor vi vil have dem, så vi kan fortsætte med at miniaturisere enheder. Dette var første gang vi var i stand til at bruge superopløsningssystem til at sondere, aktivere og udlæse det specifikke funktionelle segment i nanorod.

"Forestil dig en lille enhed, mindre end en tusindedel af bredden af ​​et menneskehår, og vi kan selektivt aktivere en bestemt region af den enhed, se de optiske egenskaber, kvantificere dem. Dette er videnskaben, der nu viser mange nye muligheder, " sagde han. Professor Jin er også meddirektør for UTS-SUStech Joint Research Centre.

Forskerne forestiller sig, at de udviklede optiske enheder i nanoskala kan bruges samtidigt til at mærke forskellige cellulære arter.

"Disse enheder er også let anvendelige til bekæmpelse af forfalskning på højt sikkerhedsniveau, når forskellige partier af dem blandes med blæk og let kan udskrives på produkter af høj værdi til godkendelse." sagde Dr. Wen.