Crédit :Université de Leyde
Que font les navires, les chauves-souris et les torpilles ont-elles en commun ? Ils naviguent en émettant des ondes sonores et en écoutant là où celles-ci sont absorbées ou réfléchies. Les humains font de même avec les ondes lumineuses, sauf qu'ils dépendent de sources externes comme le soleil pour l'émission originale. Cependant, lorsque l'on regarde quelque chose d'aussi petit qu'une seule molécule, cela devient problématique, comme des ondes lumineuses, sans parler des ondes sonores, sont plus gros que l'objet lui-même.
Deux faisceaux lumineux
En 2010, Le physicien de Leiden Michel Orrit est devenu le premier à imager optiquement des molécules organiques uniques à température ambiante sans utiliser la fluorescence. Maintenant, lui et son groupe ont rendu leur technique beaucoup plus sensible, leur permettant d'imager leurs objets d'intérêt - des molécules de polymères conducteurs photosensibles - de toutes tailles. Tout comme les chauves-souris, ils contrôlent leur propre source d'ondes et utilisent des fréquences variables. Leur premier faisceau lumineux a une couleur spécifique que seules les molécules ciblées peuvent absorber. Cela les fait chauffer un peu. Et à cause de la dilatation thermique, cela modifie l'indice de réfraction du liquide environnant, de sorte qu'un deuxième faisceau sera diffusé différemment aux endroits exacts où se cachent les molécules d'intérêt.
Fluide critique
Toujours, C'est plus facile à dire qu'à faire. Les polymères conducteurs sont rapidement endommagés par la lumière, les scientifiques doivent donc être extrêmement prudents pour n'utiliser que de très faibles intensités. Mais ceux-ci ne sont pas assez puissants pour la technique d'absorption et de chaleur dans les liquides ordinaires. Heureusement, les fluides dits critiques sont extrêmement sensibles aux changements de température dans une petite plage de température. Dans ce régime, même la moindre puissance de chauffe modifie considérablement l'indice de réfraction du liquide. Orrit a donc utilisé des fluides critiques et s'est assuré que la température et la pression étaient réglées avec précision au cours de leur expérience.
Alors qu'ils sont excités par un premier faisceau lumineux, les molécules de polymère conducteur unique chauffent leur environnement, conduisant à une diffusion altérée d'un deuxième faisceau lumineux à leur emplacement (taches rouges). L'intensité du signal varie avec l'absorption, et donc la taille de chaque molécule individuelle. Crédit :Université de Leyde
Localisez-les tous
"Jusqu'à présent, nous ne pouvions imager les plus grosses molécules de polymère que par absorption, " dit Orrit. " Mais en raison de notre amélioration de la sensibilité, nous pouvons tous les localiser. Et cela nous donne également des informations sur la luminosité de chaque molécule. C'est très important si vous voulez optimiser leurs applications optoélectroniques."
