Un sensor de nanopartículas inspirado en una catedral


Autor del tema  Jean-Luc Goudet en Futuras-ciences:

Las nanopartículas pueden ser muy útil pero también peligroso para la salud humana. Pero son muy difíciles de detectar en el medio ambiente. Un laboratorio de EE.UU. es desarrollar un prototipo funcional, que parece muy eficaz.

¿Cómo detectar las nanopartículas en el aire ambiente? La técnica es difícil, porque son más grandes que moléculas pero más pequeño que cualquier partícula de polvo. Dispositivos para el análisis químico para determinar mal y los filtros no se detenga. Pero con el advenimiento de lo inevitable Nanotecnología en muchos campos, e incluso nuestro entorno cotidiano, la cuestión de su detección se plantea sin rodeos. De hecho, estas pequeñas partículas pueden tener efectos adversos sobre la salud humana y animal, pues varios estudios han demostrado ampliamente, por ejemplo, en Protectores solares o Los nanotubos dePresentes en una amplia gama de productos actuales, y sobre todo por venir.

En la La Washington University de St. Louis (WUSTL), un equipo liderado por Lan Yang trabaja en el principio de un detector que es eficiente y de lograr bastante simple. Sus resultados son muy prometedores, se han descrito en el último número de la revista Nature Photonics.

Sus inventores llamado su prototipo Ultra-Q microresonator y sería, dicen, una mejora del modo de resonador de Whispering Gallery… Esta frase curiosa ha significado en el mundo de la física y la de la arquitectura. El modelo típico es el de un corredor circular de la Catedral de St. Paul en Londres, donde una palabra susurrada contra la pared significa claramente el punto, incluso diametralmente opuestos (34 metros). La explicación es una continua propagación de la onda de sonido en la superficie curva.

En física, se habla de resonador modo de galería de o, en Inglés, susurrando resonador de modo de galería de. El equipo realizó una versión en miniatura, tomando la forma de un toro vidrio 20 a 30 micras (micrones). La onda de la luz está aquí, después de un LáserY los actos de tubo circular, como una guía de onda, alimentado ligero por una fibra óptica a lo largo de una serie de núcleos similares.


La luz del láser es proporcionada por la fibra óptica a lo largo de los resonadores en forma de núcleos. Dos nanopartículas, representada aquí por manchas blancas, vino a descansar en el primero de ellos y perturbar la luz se ejecuta en cada anillo. El bisel de color en la parte inferior de la muestra de cada toro de nodos y anti-nodos de la onda atrapada en el anillo. Esta distribución se cambia cuando un anillo de nanopartículas clave.
© Jiangang Zhu y Gan Jiangyang / WUSTL

Medir el tamaño de las nanopartículas

Cuando la luz vuelve en cada uno de estos anillos, que se absorbe rápidamente, a menos que el diámetro del torus corresponde exactamente a la longitud de onda la luz, o más precisamente un múltiplo entero de esa longitud. Se trata de una frecuencia de resonancia y las funciones de anillo como resonador. Cuando una partícula de materia que sólo se adhieren a ella, esto cambia perturbación diminuta la frecuencia de resonancia y de luz de longitud de onda correspondiente absorbe el golpe, que puede ser medida. Así, podemos detectar la partícula. Incluso debería ser capaz de estimar la magnitud de este efecto ya que la nanopartícula es proporcional a su tamaño.

Este principio se conoce … pero un mal funcionamiento. Es en realidad una excelente calidad de construcción para lograr adecuadamente detectar una partícula. Por otra parte, la perturbación no es lo mismo que las tierras donde el material de grano. Entonces es posible detectar su presencia, pero no su tamaño.

El primer equipo realizó una microresonator de muy alta calidad – el factor Q, esencial en la experiencia – y luego se usa otro método de detección. En el anillo, la luz se convierte en realidad en ambas direcciones (los físicos hablan de los modos), con una frecuencia idéntica. La presencia de un efecto de partículas, dicen los investigadores, para combinar las energías de las dos direcciones de propagación. Reordenar las ondas (de modo que la partícula de materia que está en un nodo en un sentido y la lucha contra el nodo de la otra). El resultado es que un significado, está más perturbado que el otro, que puede ser detectado. Esta vez, donde está la partícula de materia ya no está involucrada y la magnitud del efecto permite determinar el tamaño.

Estos núcleos son cortadas en una oblea de silicio con las técnicas comunes de la microelectrónica, por lo que, a un costo razonable. Las pruebas confirmaron que el buen funcionamiento y, sobre todo, la capacidad para determinar el tamaño de las partículas, un elemento decisivo para su efecto biológico. Aquí, entonces, ¿qué medir la cantidad real de estas polvo difícil de alcanzar en el medio ambiente …

Publicado el enero 16, 2010 en Ciencia y Tecnología, Nanotecnología y etiquetado en , , , , . Guarda el enlace permanente. Deja un comentario.

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