Físicos de la Universidad Nacional de Australia (ANU) están utilizando nanopartículas para desarrollar nuevas fuentes de luz que nos permitirán « abrir la cortina » hacia el mundo de los objetos extremadamente pequeños, miles de veces más pequeños que un cabello humano, con importantes ganancias para médica y otras tecnologías.

Los hallazgos, publicados en Science Advances, podrían tener importantes implicaciones para la ciencia médica al ofrecer una solución asequible y eficaz para analizar objetos diminutos que son demasiado pequeños para que los vean los microscopios, y mucho menos para el ojo humano. El trabajo también podría ser beneficioso para la industria de los semiconductores y mejorar el control de calidad de la fabricación de chips informáticos. La tecnología ANU utiliza nanopartículas cuidadosamente diseñadas para aumentar hasta siete veces la frecuencia de la luz que ven las cámaras y otras tecnologías. Los investigadores dicen que « no hay límite » en cuanto a qué tan alto se puede aumentar la frecuencia de la luz. Cuanto mayor sea la frecuencia, más pequeño será el objeto que podemos ver usando esa fuente de luz.

La tecnología, que requiere solo una nanopartícula para funcionar, podría implementarse en microscopios para ayudar a los científicos a acercarse al mundo de las cosas súper pequeñas con una resolución 10 veces mayor que la de los microscopios convencionales. Esto permitiría a los investigadores estudiar objetos que de otro modo serían demasiado pequeños para ver, como las estructuras internas de las células y los virus individuales.

Ser capaz de analizar objetos tan pequeños podría ayudar a los científicos a comprender y combatir mejor ciertas enfermedades y condiciones de salud.

“Los microscopios convencionales solo pueden estudiar objetos más grandes que una diezmillonésima parte de un metro. Sin embargo, existe una demanda creciente en una variedad de sectores, incluido el campo médico, para poder analizar objetos mucho más pequeños hasta una mil millonésima parte de un metro”, dijo la autora principal, la Dra. Anastasiia Zalogina, de la Escuela de Investigación de Física de la ANU y la Universidad. de Adelaida, dijo.

“Nuestra tecnología podría ayudar a satisfacer esa demanda”.

Los investigadores dicen que la nanotecnología desarrollada por ANU podría ayudar a crear una nueva generación de microscopios que pueden producir imágenes mucho más detalladas.

“Los científicos que quieren generar una imagen muy ampliada de un objeto a nanoescala extremadamente pequeño no pueden usar un microscopio óptico convencional. En cambio, deben confiar en técnicas de microscopía de súper resolución o usar un microscopio electrónico para estudiar estos pequeños objetos”, dijo el Dr. Zalogina.

“Pero tales técnicas son lentas y la tecnología es muy costosa, a menudo cuesta más de un millón de dólares.

“Otra desventaja de la microscopía electrónica es que puede dañar las muestras delicadas que se analizan, mientras que los microscopios basados ​​en luz mitigan este problema”.

Los rayos de luz que percibimos como los diferentes colores del arcoíris son ondas electromagnéticas que oscilan con distintas frecuencias.

Lo que vemos como rojo es la frecuencia más baja que nuestros ojos pueden detectar. Incluso las frecuencias más bajas que no son visibles para el ojo humano se denominan infrarrojos. El violeta tiene la frecuencia de luz más alta que podemos ver. El ultravioleta, que tiene una frecuencia aún mayor, es invisible para el ojo humano.

Aunque nuestros ojos no pueden detectar la luz infrarroja y ultravioleta, es posible que la « veamos » usando cámaras y otras tecnologías.

El coautor, el Dr. Sergey Kruk, también de ANU, dijo que los investigadores están interesados ​​en lograr frecuencias de luz muy altas, también conocidas como « ultravioleta extremo ».

“Con la luz violeta podemos ver cosas mucho más pequeñas en comparación con la luz roja. Y con fuentes de luz ultravioleta extrema podemos ver cosas más allá de lo que es posible con los microscopios convencionales de hoy en día”, dijo el Dr. Kruk.

El Dr. Kruk dijo que la tecnología ANU también podría usarse en la industria de los semiconductores como medida de control de calidad para garantizar un proceso de fabricación optimizado.

“Los chips de computadora consisten en componentes muy pequeños con tamaños de características casi tan pequeños como una mil millonésima parte de un metro. Durante el proceso de producción de chips. dijo.

“De esa manera, los fabricantes podrían ahorrar recursos y tiempo en lotes defectuosos de chips, lo que aumentaría el rendimiento de la fabricación de chips. Se estima que un aumento del uno por ciento en los rendimientos de la fabricación de chips de computadora se traduce en dos mil millones de dólares en ahorros.

“La floreciente industria de la óptica y la fotónica de Australia está representada por casi 500 empresas y representa alrededor de $4300 millones de actividad económica, lo que hace que nuestro ecosistema de alta tecnología esté bien posicionado para adoptar nuevos tipos de fuentes de luz a fin de llegar a nuevos mercados globales en industrias e investigación de nanotecnología..”

Este trabajo se realizó en colaboración con investigadores de la Universidad de Brescia, la Universidad de Arizona y la Universidad de Corea.