Une équipe de chercheurs de l'Institut des Sciences des Matériaux de l'Université de Technologie de Kaunas (KTU), La Lituanie, avec des collègues du Japon et de la Lettonie, a mis au point une méthode qui oblige plus de 300 millions de nanoparticules métalliques à s'auto-assembler en structures régulières, qui améliorent leur interaction avec la lumière par des ordres de grandeur. Ce travail pourrait être bénéfique pour développer des lasers ultra-petits qui peuvent contribuer au diagnostic de nombreuses maladies, y compris oncologiques.

Au KTU Institute of Materials Science, les chercheurs étudient les matériaux au niveau des atomes et des molécules pour trouver des moyens de réorganiser efficacement les caractéristiques de diverses surfaces utilisées dans le domaine de la photonique et de la médecine. Dans l'étude la plus récente, Les scientifiques du KTU, le professeur Sigitas Tamulevicius, Professeur Tomas Tamulevicius et Ph.D. L'étudiant Mindaugas Juodenas s'est plongé dans le monde des plus petites particules métalliques et leur interaction avec la lumière.

"Ces nanoparticules métalliques sont très petites, si petites qu'un millier d'entre elles pourraient tenir sur un cheveu humain, " dit Juodenas.

De telles particules peuvent interagir de manière résonante avec la lumière, ce qui est un phénomène intéressant et utile en soi. Si, cependant, ils constituent un plus grand, structure périodique, leur interaction collective avec la lumière devient non seulement plus forte d'ordres de grandeur, mais peut également être contrôlée. Cela ouvre une pléthore de possibilités pour le développement de dispositifs photoniques ultra-petits, comme les nanolasers.

« Nous avons mis au point une méthode qui oblige plus de 300 millions de nanoparticules métalliques à s'auto-assembler de manière régulière. Cela les fait interagir plus efficacement avec la lumière. Quels sont les avantages ? C'est une opportunité de développer des capteurs biologiques extrêmement sensibles et peut détecter même des molécules isolées. Le diagnostic de diverses maladies deviendrait ainsi possible à un stade très précoce, " expliqua Juodenas, l'un des co-auteurs de la recherche.

Les réalisations des chercheurs du KTU pourraient également profiter à la nouvelle méthode de traitement du cancer, le traitement photothermique, actuellement en cours de développement dans le monde entier. Le traitement photothermique signifie que la chaleur produite par l'interaction résonante des nanoparticules avec la lumière est appliquée sur une très petite zone afin de tuer les cellules cancéreuses sans affecter les autres tissus du corps. Cela nécessite la technologie laser, et un dispositif comportant les réseaux de nanoparticules proposés par les chercheurs du KTU pourrait permettre le développement de nanolasers implantables, ce qui aiderait à rediriger plus efficacement la lumière vers les cellules nocives.

Les résultats de la recherche ont été publiés dans la prestigieuse revue scientifique ACS Nano .