À l'aide d'un papier filtre de laboratoire commun décoré de nanoparticules d'or, des chercheurs de l'Université Washington à St. Louis ont créé une plateforme unique, connu sous le nom de "papier plasmonique, " pour détecter et caractériser même des traces de produits chimiques et de molécules biologiquement importantes - provenant d'explosifs, agents de guerre chimique et polluants environnementaux aux marqueurs de maladies.

L'œuvre sera décrite par Srikanth Singamaneni, professeur adjoint au département de génie mécanique et de science des matériaux de l'Université Washington à St. Louis, et postdoc Limei Tian au 61ème Symposium et Exposition International AVS, tenue du 9 au 14 novembre, au Baltimore Convention Center à Baltimore, Maryland.

La plasmonique implique le contrôle de la lumière à l'échelle nanométrique à l'aide de plasmons de surface, qui sont des ondes coordonnées, ou des ondulations, d'électrons qui existent à la surface des matériaux, et en particulier des métaux tels que l'or. Les plasmons de surface localisés des nanostructures métalliques donnent des propriétés optiques uniques dont les caractéristiques dépendent de la composition du métal, taille et forme des structures, le milieu environnant, etc.

Tian et Singamaneni ont créé leur papier plasmonique en immergeant un papier filtre cellulosique commun dans une solution de nanoparticules d'or. Une telle plate-forme optiquement active simple peut être utilisée pour améliorer le signal d'empreinte digitale des produits chimiques, révélant l'identité d'une trace d'un composé tel qu'un agent de guerre chimique. De plus, des protéines cliniquement importantes peuvent être capturées par du papier plasmonique modifié et détectées sur la base des changements dans les spectres optiques qui se produisent lorsque les protéines se lient au papier.

« La détection sur le terrain des menaces chimiques et biologiques est le défi que nous essayons de relever, " a déclaré Tian. " Cette technologie peut être largement utilisée pour la détection chimique et biologique, y compris la sécurité intérieure, la criminalistique et la surveillance environnementale, et les applications de diagnostic médical.

Par exemple, Tian a noté, le papier plasmonique peut être utilisé pour détecter des molécules cibles qui servent d'indicateurs pour des maladies telles que le cancer du rein.

"Nous pensons que nous avons une technologie de plate-forme qui se prête bien à de telles applications, " dit Tian.

À la fois, Tian et Singamaneni ont souligné qu'un certain nombre d'obstacles restent à surmonter avant que la technologie puisse être utilisée pour des applications de détection chimique, dont non le moindre est la complexité de "l'espace chimique" dans le monde réel. Parce qu'il existe un grand nombre de produits chimiques qui pourraient interférer avec des mesures précises, ces tests nécessitent une sélectivité très élevée, à un niveau que l'incarnation actuelle du papier plasmonique ne peut pas encore atteindre.

"Nous espérons que cela pourra être surmonté en intégrant des éléments de reconnaissance de cibles biomimétiques avec du papier plasmonique dans un proche avenir, " dit Tian.