Des chercheurs de l'Université Purdue ont développé une nouvelle classe de nanopinces optiques capables de piéger et de détecter des biomolécules, virus et ADN plus rapidement. La technologie peut également utiliser la lumière pour détecter rapidement le cancer ou améliorer la production de médicaments, un pas en avant important car près de la moitié des Américains ont utilisé au moins un médicament sur ordonnance au cours du mois dernier.

Les chercheurs ont développé un métafilm plasmonique nanostructuré en perforant des trous à l'échelle nanométrique dans un film d'or. Puis, le métafilm agit comme une pince à épiler pour capturer et piéger de minuscules particules en concentrant la lumière sur des points spécifiques du film et en chauffant ces points et en créant des gradients thermiques locaux dans le liquide ambiant. Cela produit un petit effet de tornade.

« Tout cela se traduit par un laboratoire sur puce compact révolutionnaire - une approche innovante pour détecter et diagnostiquer une tumeur ou une maladie virale, " a déclaré Alexandre Kildishev, professeur agrégé à la Purdue's School of Electrical and Computer Engineering, qui a aidé à diriger l'équipe de recherche.

Les métafilms plasmoniques de Purdue utilisent une combinaison de champs thermiques et électriques pour créer des flux hydrodynamiques qui entraînent le transport rapide de particules en suspension, les amener à la surface du film métallique pour un piégeage et une détection faciles.

Un autre avantage du nouveau système est la capacité accrue de trier ces minuscules particules, puis de détecter collectivement des motifs triés tels que les contaminants médicamenteux ou les impuretés de l'eau. La technologie a des applications potentielles pour les produits pharmaceutiques, détection des risques biologiques et tests de qualité de l'eau.

"A notre connaissance, nos nanopinces plasmoniques sont plus robustes pour piéger et détecter les molécules que les précédents systèmes de laboratoire sur puce comparables, " a déclaré Kildishev. "Notre système offre également une meilleure sensibilité et consomme moins d'énergie laser. Nous avons créé une plate-forme de laboratoire sur puce autonome avancée qui nous permet de piéger et de détecter les particules dangereuses telles que les contaminants de la drogue et de l'eau et de les éliminer des liquides. »

"Notre système est très flexible à contrôler et offre une large gamme de fonctionnalités, " a déclaré Kildishev. "Nous utilisons des multifonctions, des sources lumineuses bon marché pour surpasser les alternatives plus chères."

Les nanopinces de Purdue pourraient également être utilisées avec ces sources lumineuses à large bande peu coûteuses pour combiner des nanoparticules de métaux nobles et diélectriques, qui pourraient avoir des applications de longue durée, impression couleur sans décoloration.