Des dispositifs ultra-sensibles sont en cours de développement pour détecter des composés biologiques et chimiques.

Les dispositifs à résonance plasmonique de surface (SPR) sont la référence en matière de détection optique. Ils sont utilisés pour détecter des biomarqueurs de maladies, découvrir des drogues, analyser des produits chimiques, garantir la qualité et la sécurité des aliments, et détecter les polluants dans notre environnement. Les dispositifs SPR peuvent détecter des molécules à quelques centaines de nanomètres de leurs surfaces métalliques. Lorsqu'une molécule cible se lie à des molécules de détection placées à la surface de l'appareil, cela modifie le chemin de la lumière traversant le milieu, changer son « indice de réfraction ». Ce changement est utilisé pour indiquer la présence de la molécule.

Les scientifiques travaillent sur l'amélioration de la sensibilité, compacité et coût des dispositifs SPR en modifiant les matériaux utilisés pour les fabriquer.

Brian Corbett et Muhammad Khan de l'University College Cork en Irlande ont passé en revue les dernières recherches dans le domaine des dispositifs à « ondes de surface Bloch », publier leurs découvertes dans la revue Science et technologie des matériaux avancés .

Les ondes de surface de Bloch (BSW) sont des ondes lumineuses qui se déplacent à la surface de matériaux isolants - ou " diélectriques ", comme le verre. Les chercheurs testent l'utilisation de matériaux diélectriques, au lieu des métaux généralement utilisés pour les surfaces des appareils SPR, pour développer des dispositifs BSW. En faisant cela, ils détectent des changements encore plus petits de l'indice de réfraction du matériau.

"Les ondes de surface Bloch peuvent être utilisées pour une variété d'applications de détection, " dit Corbett. " Ils peuvent également être potentiellement utilisés comme plate-forme pour les circuits optiques intégrés compacts, " ajoute-t-il. Corbett s'attend à ce que les appareils BSW deviennent disponibles dans le commerce dans les prochaines années.

Corbett et Khan ont conçu un simple capteur BSW, en utilisant du silicium comme matériau de surface, qui, selon eux, présente des avantages pratiques en raison de la facilité avec laquelle il délivre et détecte les ondes lumineuses.

"La recherche montre que les ondes de surface peuvent être facilement générées et elles fournissent une mesure sensible pour détecter la liaison d'un matériau à une surface, ", explique Corbett. "Ces capteurs peuvent fournir une détection en temps réel et peuvent être un moyen de dépister la présence de biomarqueurs pour différentes maladies, comme le cancer et la maladie d'Alzheimer, au cabinet du médecin."

Les capteurs BSW doivent encore être testés pour leur durabilité dans des environnements réels, dit Corbett. L'objectif de l'équipe est de développer une plate-forme de détection sur puce à haute sensibilité qui peut finalement être utilisée dans des appareils de paillasse ou même sur smartphone, il dit, avec une application potentielle dans la surveillance de la qualité de l'eau.