Les lasers sont utilisés dans une gamme d'appareils de tous les jours, exploiter la puissance des molécules légères, photons, - alignés pour former des faisceaux de lumière très concentrés - pour effectuer des tâches désormais courantes telles que la numérisation de codes-barres et la suppression de tatouages.

Alors que la recherche en biodétection et en bio-imagerie cherche à examiner en profondeur les tissus jusqu'au niveau intracellulaire, la miniaturisation des dispositifs laser pose des défis importants pour ces applications biologiques à l'échelle nanométrique. Dans de nouvelles recherches, Publié dans Communication Nature , les scientifiques démontrent comment le concept prometteur antérieur d'un laser à microcavité peut produire des émissions laser à faible consommation d'énergie et sans danger pour l'utilisateur nécessitant une faible puissance de pompage.

Auteur correspondant Dr Jiajia Zhou, de l'Université de technologie de Sydney (UTS), a déclaré qu'une puissance de pompe normalement faible est insuffisante pour produire des nanoparticules, mais l'équipe a pu "contrôler les émetteurs luminescents dans chaque nanoparticule pour interagir les uns avec les autres afin que les électrons puissent s'accumuler à des niveaux d'énergie spécifiques".

« Cela signifie que même à une pompe à très faible puissance, les nanoparticules en effet nous avons démontré un seuil de pompage inférieur de deux ordres de grandeur par rapport à ce qui est habituellement réalisé, " elle a dit.

L'équipe de recherche a également dû concevoir la surface de liaison de la matrice de nanoparticules pour former une surface de cavité avec une seule couche uniforme.

Le Dr Zhou a déclaré que le laser à microcavité proche infrarouge (NIR) peut potentiellement être intégré dans des tissus épais, cellules individuelles, et de détecter les indicateurs environnementaux tels que la température, pH, et l'indice de réfraction.

"Le suivi de l'évolution de ces indicateurs peut nous renseigner sur l'état de santé des tissus ou des cellules, qui s'inscrit dans le cadre de la détection précoce des maladies, "elle a dit.

Auteur principal, directeur de l'UTS Institute for Biomedical Materials &Devices Professeur Dayong Jin, a déclaré que cette découverte était très prometteuse pour les applications biologiques.

''Je pense que c'est définitivement un pas en avant pour réaliser le rêve que, tout comme nous utilisons un pointeur laser sur une diapositive PowerPoint, nous pourrions pointer un petit appareil à l'intérieur d'une cellule, et éclairer une zone d'intérêt à l'intérieur des compartiments d'une cellule.

« La réduction des besoins en puissance de pompe signifie moins de dommages aux tissus lorsque le laser pénètre dans l'échantillon. En outre, dans ce cas, l'émission laser est aussi nette qu'une ligne, il peut détecter les indicateurs avec plus de précision en évitant les interférences indésirables qui se produisent fréquemment dans la détection spontanée basée sur la fluorescence, " il a dit.

"Ce n'est pas de la science-fiction. Nous avons démontré une seule nanoparticule, qui est plus petit qu'un compartiment intracellulaire, peut agir comme un laser, et à faible puissance, mais il peut toujours émettre un signal aigu. En d'autres termes, un « pointeur laser » suffisamment petit pour pénétrer à l'intérieur d'une cellule cancéreuse, et illumine pour arrêter le moteur de cette cellule cancéreuse, " Professeur Jin, qui est également le directeur du Centre commun de recherche UTS-SUStech, mentionné.