Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers han construido una nanoantena muy simple que dirige los colores rojo y azul en direcciones opuestas, aunque la antena es más pequeña que la longitud de onda de la luz. Los hallazgos, publicados en la revista en línea Comunicaciones de la naturaleza esta semana - puede llevar a que los nanosensores ópticos sean capaces de detectar concentraciones muy bajas de gases o biomoléculas.

Una estructura que es más pequeña que la longitud de onda de la luz visible (390-770 nanómetros) no debería ser capaz de dispersar la luz. Pero eso es exactamente lo que hace la nueva nanoantena. El truco empleado por los investigadores de Chalmers es construir una antena con una composición de material asimétrica, creando cambios de fase ópticos.

La antena consta de dos nanopartículas separadas por unos 20 nanómetros sobre una superficie de vidrio, uno de plata y otro de oro. Los experimentos muestran que la antena dispersa la luz visible de modo que los colores rojo y azul se dirigen en direcciones opuestas.

"La explicación de este fenómeno exótico son los cambios de fase óptica, "dice Timur Shegai, uno de los investigadores detrás del descubrimiento. "La razón es que las nanopartículas de oro y plata tienen diferentes propiedades ópticas, en particular, diferentes resonancias de plasmones. La resonancia de plasmón significa que los electrones libres de las nanopartículas oscilan fuertemente al ritmo de la frecuencia de la luz, lo que a su vez afecta la propagación de la luz a pesar de que la antena es tan pequeña ".

El método utilizado por los investigadores de Chalmers para controlar la luz mediante el uso de una composición asimétrica de materiales, como la plata y el oro, es completamente nuevo. Es fácil construir este tipo de nanoantena; los investigadores han demostrado que las antenas se pueden fabricar densamente en grandes áreas utilizando litografía coloidal barata.

El campo de investigación de la nanoplásmica es un área de rápido crecimiento, y se refiere al control de cómo se comporta la luz visible a nanoescala utilizando una variedad de nanoestructuras metálicas. Los científicos ahora tienen un parámetro completamente nuevo, la composición asimétrica del material, para explorar y controlar la luz.

Los nanoplásmicos se pueden aplicar en una variedad de áreas, dice Mikael Käll, profesor del grupo de investigación de Chalmers.

"Un ejemplo son los sensores ópticos, donde puede usar plasmones para construir sensores que son tan sensibles que pueden detectar concentraciones de toxinas o sustancias de señalización mucho más bajas de lo que es posible en la actualidad. Esto puede implicar la detección de moléculas individuales en una muestra, por ejemplo, para diagnosticar enfermedades en una etapa temprana, lo que facilita el inicio rápido del tratamiento ".