Sensores biológicos, o biosensores, son como canarios tecnológicos en la mina de carbón. Al convertir una respuesta biológica en una señal óptica o eléctrica, pueden alertarnos sobre peligros en nuestro entorno externo e interno. Pueden detectar sustancias químicas y partículas tóxicas en el aire y enzimas. moléculas, y anticuerpos en el cuerpo que podrían indicar diabetes, cáncer, y otras enfermedades.
Un biosensor óptico funciona absorbiendo un ancho de banda específico de luz y cambiando el espectro cuando detecta cambios menores en el entorno. Cuanto más estrecha es la banda de luz absorbida, cuanto más sensible sea el biosensor.
"En la actualidad, Los absorbentes plasmónicos utilizados en biosensores tienen un ancho de banda resonante de 50 nanómetros, "dijo Koray Aydin, profesor asistente de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas McCormick de la Universidad Northwestern. "Es un desafío significativo diseñar absorbedores con anchos de banda más estrechos".
Aydin y su equipo han creado una nueva nanoestructura que absorbe un espectro de luz muy estrecho, con un ancho de banda de solo 12 nanómetros. Este absorbente de banda ultradelgada se puede utilizar para una variedad de aplicaciones, incluyendo mejores biosensores.
"Creemos que nuestro exclusivo diseño de absorbedor de banda estrecha mejorará la sensibilidad de los biosensores, "Ha sido un desafío detectar partículas muy pequeñas o concentraciones muy bajas de una sustancia", dijo Aydin.
Esta investigación fue descrita en el artículo "Absorbedores de banda ultrafinos basados en resonancias de celosía superficial en superficies metálicas nanoestructuradas, "publicado en la edición del 29 de julio de ACS Nano .
Los diseños típicos de absorbedores utilizan dos láminas de metal con un material aislante no metálico en el medio. Mediante el uso de técnicas de nanofabricación en el laboratorio, El equipo de Aydin descubrió que la eliminación de la capa aislante, dejando solo nanoestructuras metálicas, hacía que la estructura absorbiera una banda de luz mucho más estrecha. La absorción de luz también es alta, excediendo el 90 por ciento en frecuencias visibles.
Aydin dijo que este diseño también se puede utilizar en aplicaciones para terapia fototérmica, termo-fotovoltaica, grabación magnética asistida por calor, emisión térmica, y generación de vapor solar.
"La belleza de nuestro diseño es que encontramos una manera de diseñar el material utilizando un sustrato diferente, "Dijo Aydin.
