Investigadores de las universidades de Bristol y Bedfordshire, en colaboración con la multinacional ABB, han diseñado y probado una serie de matrices de nanoantenas plasmónicas que podrían conducir al desarrollo de una nueva generación de sensores de fluorescencia ultrasensibles y de bajo costo que podrían usarse para monitorear la calidad del agua.

Las matrices, diseñado y probado por el Dr. Neciah Dorh durante su doctorado en la Universidad de Bristol, están hechos de nanobarras de aluminio fabricadas mediante litografía por haz de electrones por el socio comercial Kelvin Nanotechnologies. Las nanovarillas, 50 nm de ancho y 158 nm de largo, están diseñados para mejorar de manera resonante la emisión de fluorescencia de una variedad de contaminantes en el agua, como el diésel o el triptófano.

La obra, publicado en Óptica aplicada , muestra un aumento de seis veces en la emisión de fluorescencia medida de un tinte. La investigación también muestra que al diseñar correctamente el espaciado de los elementos de la matriz, Se puede obtener una emisión fluorescente fuertemente direccional que permitiría diseñar sensores de múltiples longitudes de onda altamente integrados.

El trabajo se llevó a cabo en el grupo de investigación del profesor Martin Cryan, que forma parte del grupo de Investigación en Fotónica del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

El proyecto fue una colaboración con el Dr. Andrei Sarua de la Escuela de Física de Bristol y la Dra. Tahmina Ajmal de la Universidad de Bedfordshire, que había trabajado anteriormente en el proyecto Aquatest en Bristol.

Juntos desarrollaron un prototipo de bajo costo, Sistema de sensor basado en LED, que planean desarrollar aún más en un sistema portátil desplegable en el campo para realizar el monitoreo de la calidad del agua.

Martin Cryan, Profesor de Electromagnetica Aplicada y Fotónica en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Bristol y coautor del artículo, dijo:"Las matrices de nanoantenas, que se puede fabricar mediante técnicas de producción de menor costo, como la litografía de nanoimpresión, puede aportar una mejora significativa de la sensibilidad para que las mediciones de calidad de laboratorio se puedan realizar en el campo. Esto permitiría el despliegue de redes de sensores inalámbricos remotos para la alerta temprana de contaminación o el monitoreo continuo de la calidad del agua en entornos sensibles ".

Dr. Dorh, ahora miembro del programa QTEC de Bristol, ha cofundado una empresa emergente, FluoretiQ, desarrollar sensores de fluorescencia cuántica mejorada que ayudarán a identificar bacterias en minutos en lugar de días.

El grupo del profesor Cryan está desarrollando sistemas que podrían combinar el poder de las nanoantenas con sensores mejorados cuánticos para producir aún más mejoras de sensibilidad.