L'utilisation de codes-barres pour étiqueter et identifier les articles du quotidien est aussi familière qu'un voyage au supermarché. Imaginez réduire ces codes-barres un million de fois, de l'échelle millimétrique à l'échelle nanométrique, afin qu'ils puissent être utilisés à l'intérieur des cellules vivantes pour étiqueter, identifier et suivre les éléments constitutifs de la vie ou, mélangés aux encres pour éviter la contrefaçon. C'est la frontière de la nano-ingénierie, nécessitant la fabrication et la manipulation contrôlée de nanostructures au niveau atomique - nouveau, recherche fondamentale, Publié dans Communication Nature , montre les possibilités et les opportunités à venir.

La collaboration dirigée par l'Université de technologie de Sydney (UTS) a développé une méthode de croissance de nanocristaux qui contrôle la direction de croissance, produire des couches minces atomiques programmables, nanotiges à code-barres arbitraires, avec uniformité de la morphologie. Le résultat est des millions de différents types de nanocodes-barres qui peuvent former une "bibliothèque" pour les futures applications de détection à l'échelle nanométrique.

Les chercheurs prévoient que de telles structures de codes-barres susciteront un large intérêt dans une gamme d'applications en tant que nanoporteurs d'informations pour la bio-nanotechnologie, sciences de la vie, stockage de données, une fois qu'ils sont incorporés dans une variété de matrices.

L'auteur principal, le Dr Shihui Wen, a déclaré que la recherche fournit une référence qui ouvrira le potentiel pour la conception de dispositifs nanophotoniques plus petits.

"Les structures inorganiques des nanobarcodes sont rigides, et il est facile de contrôler le composite, la précision de l'épaisseur et de la distance entre les différents segments fonctionnels pour le codage à barres géométrique au-delà de la limite de diffraction optique. Parce qu'ils sont chimiquement et optiquement stables, les codes-barres nanoscopiques peuvent être utilisés comme supports pour l'administration et le suivi de médicaments dans la cellule, une fois que la surface des structures de code à barres est encore modifiée et fonctionnalisée avec des molécules sondes et des cargaisons, " Dr Wen, de l'UTS Institute of Biomedical Materials and Devices (IBMD), mentionné.

L'équipe a également eu une percée supplémentaire avec le développement d'un roman, système de décodage en tandem, en utilisant la nanoscopie à super-résolution pour caractériser différents codes-barres optiques dans la limite de diffraction.

Auteur principal, Directeur UTS IBMD, Le professeur Dayong Jin a déclaré qu'il n'y avait pas de système commercial disponible pour ce type d'imagerie à super résolution.

"Nous avons dû construire l'instrumentation pour diagnostiquer les fonctions sophistiquées qui peuvent être intentionnellement intégrées dans la minuscule nanotige. Ensemble, elles nous permettent de libérer le potentiel supplémentaire de placer des molécules atomiques là où nous le voulons afin que nous puissions continuer à miniaturiser les appareils. C'était le la première fois que nous avons pu utiliser un système de super résolution pour sonder, activer et lire le segment fonctionnel spécifique au sein de la nanotige.

"Imaginez un petit appareil, plus petit qu'un millième de la largeur d'un cheveu humain, et nous pouvons activer sélectivement une région particulière de cet appareil, voir les propriétés optiques, les quantifier. C'est la science qui montre maintenant de nombreuses nouvelles possibilités, ", a-t-il déclaré. Le professeur Jin est également co-directeur du Centre commun de recherche UTS-SUStech.

Les chercheurs envisagent que les dispositifs optiques à l'échelle nanométrique développés pourraient être utilisés simultanément pour marquer différentes espèces cellulaires.

"Ces dispositifs sont également facilement applicables pour la lutte contre la contrefaçon de haut niveau de sécurité lorsque différents lots d'entre eux sont mélangés avec des encres et peuvent être facilement imprimés sur des produits de grande valeur pour l'authentification." dit le Dr Wen.