(PhysOrg.com) - Al observar cómo se mueve la energía a través de un dispositivo diminuto similar a un trampolín que salta, Los investigadores de Cornell están un paso más cerca de crear sensores extraordinariamente pequeños que pueden reconocer instantáneamente sustancias nocivas en el aire o el agua.

Los investigadores, dirigido por el profesor de física aplicada e ingeniería Harold Craighead, hizo un dispositivo de solo 200 nanómetros de espesor y unas pocas micras de largo con un voladizo oscilante colgando de un extremo. (Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro; un micrón es una millonésima parte de un metro). Identificaron exactamente cómo ajustar su sensibilidad, un avance que podría conducir a tecnologías de detección avanzadas.

Los experimentos detallados en línea el 8 de febrero en Revista de física aplicada mostrar cómo estos osciladores, que son sistemas nanoelectromecánicos (NEMS), algún día podría convertirse en dispositivos cotidianos alineando millones de ellos y tratando cada voladizo con una determinada molécula.

"El gran propósito es poder manejar arreglos de estas cosas en sincronía directa, "dijo el primer autor Rob Ilic, investigador asociado en la instalación de ciencia y tecnología de Cornell NanoScale. "Se pueden funcionalizar con diferentes químicas y biomoléculas para detectar varios patógenos, no solo una cosa".

El voladizo es como un trampolín que resuena en distintas frecuencias. En investigaciones anteriores, el equipo ha demostrado que al tratar el voladizo con diferentes sustancias, pueden saber qué otras sustancias están presentes. Por ejemplo, Los anticuerpos contra E. coli unidos al voladizo pueden detectar la presencia de E. coli en el agua.

Los investigadores han perfeccionado el diseño de los osciladores, Ilic dijo, colocando su dispositivo sobre una capa de dióxido de silicio, todos los cuales descansan sobre un sustrato de silicio. Una almohadilla con agujeros conecta clavijas de dióxido de silicio, alineados como postes telefónicos, que finalmente terminan en el voladizo.

Un rayo láser encendido en el otro extremo del voladizo, viaja por el dispositivo y hace que el oscilador se mueva. Luego, la frecuencia se mide iluminando con otro láser el oscilador y observando patrones en la luz reflejada.

Los "postes telefónicos" permiten que la energía se mueva de manera eficiente a través del dispositivo evitando que se doble o se combe. El diseño facilita la lectura de la frecuencia de resonancia del voladizo.

En este proceso, los investigadores descubrieron que en distancias cortas, la energía del láser vino en forma de calor, que se disipa rápidamente. Pero cuando el láser estaba estacionado a cientos de micrones de distancia del voladizo, la energía llegó en forma de ondas acústicas que viajaron a través del dispositivo, se disipó más lentamente, y les permitió alargar su dispositivo.