En exploitant une propriété particulière de diffraction de la lumière à l'interface entre un verre et un liquide, des chercheurs ont démontré les premières pincettes optiques capables de piéger des particules nanométriques.

Les pincettes optiques sont une technologie en pleine croissance, et ont ouvert une grande variété d'applications de recherche ces dernières années. Les dispositifs fonctionnent en piégeant des particules aux points focaux de faisceaux laser étroitement focalisés, permettant aux chercheurs de manipuler les objets sans aucun contact physique. Jusque là, des pincettes optiques ont été utilisées pour confiner des objets à quelques micromètres de diamètre. Pourtant, les chercheurs souhaitent de plus en plus étendre la technologie aux particules à l'échelle nanométrique. Dans une nouvelle recherche publiée dans EPJ E , Janine Emile et Olivier Emile à l'Université de Rennes, La France, démontrer une nouvelle conception de pince à épiler, ce qui leur a permis de piéger pour la première fois des particules fluorescentes de seulement 200 nanomètres de diamètre.

S'il est mis à disposition pour une utilisation généralisée, les pièges optiques à l'échelle nanométrique pourraient être utilisés pour des procédures expérimentales nécessitant des degrés de précision extrêmes, y compris des mesures directes de forces à l'échelle nanométrique, altérations des membranes cellulaires, et les manipulations de virus et de brins d'ADN. Le design d'Emile et Emile s'articulait autour des « spots Arago » :des points lumineux brillants qui se forment au centre d'ombres circulaires, car la lumière se diffracte autour des objets qui les créent. En outre, ils se sont appuyés sur le principe de « réflexion interne totale » - où les rayons lumineux frappant une interface verre-liquide à l'angle juste sont parfaitement réfléchis.

Dans l'expérience, le duo a tiré un faisceau laser parfaitement aligné sur l'interface entre une plaque de verre, et un liquide contenant des nanoparticules fluorescentes en suspension; avec un disque circulaire opaque bloquant partiellement son chemin. Le spot Arago résultant était alors totalement réfléchi à l'interface, créant une vague qui s'estompe de façon exponentielle et qui part de l'endroit dans toutes les directions. Finalement, des nanoparticules en suspension pourraient être positionnées à l'intérieur de cette onde en forme de beignet, et excités par un laser séparé pour émettre eux-mêmes de la lumière. Les forces résultantes transmises par ces ondes lumineuses ont fait que les particules se sont étroitement confinées au point d'Arago. Avec d'autres améliorations à cette configuration, les pincettes optiques à l'échelle nanométrique pourraient bientôt ouvrir de nouvelles opportunités pour la recherche, dans des domaines allant de la médecine à l'informatique quantique.