Especialistas del MEPhI de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares y colaboradores institucionales han propuesto un concepto de transductores sensoriales hipersensibles (nano transductores de Fourier) que podrían revolucionar drásticamente el control ultrasensible en biomedicina y en una amplia gama de otras esferas. Los resultados se publican en Materiales funcionales avanzados .

Los nano transductores de Fourier son arquitecturas monocapa de nanopartículas de oro dispuestas en la superficie como estructuras nanoperiódicas de tal manera que su iluminación conduce a una perturbación del plasmón (resonancias colectivas de radicales libres unidas electromagnéticamente) en el sistema metálico.

Estos transductores son capaces de concentrar el campo eléctrico de una onda de luz en una capa superfina, obteniendo así información sobre sus propiedades ópticas en forma de correlaciones especialmente codificadas, o relaciones entre fases de ondas de luz, antes de transmitirlo en rayos de luz reflejados o difractados.

Dr. Andrei Kabashin, director científico del Instituto de Ingeniería Física para la Biomedicina de la Universidad Nacional de Investigación Nuclear MEPhI, dijo, "Tal concentración de campo de ondas de luz, codificación, y la transición de la información de fase ayuda a llegar a la sensibilidad sin precedentes de todo un sistema a los cambios en las propiedades ópticas de las capas superdelgadas, incluyendo capas atómicas de materiales 2-D y capas moleculares de biomateriales en la superficie de los biosensores ".

Según Kabashin, la hipersensibilidad de los nanotransductores propuestos se ve en el efecto ferroeléctrico registrado de la capa atómica de diselenuro de molibdeno (MoS₂, alternativa al grafeno). Los científicos dicen que un efecto tan diminuto registrado desde la capa atómica no tiene precedentes, y marca el comienzo de una era completamente nueva para la investigación de materiales en 2-D.

Otro ejemplo de tal hipersensibilidad es una nueva metodología para detectar el antibiótico cloranfenicol, ampliamente utilizado en las industrias de la medicina y la alimentación. Es vital mantener un control total sobre su concentración en los alimentos, ya que conduce a enfermedades oncológicas y disfunciones cardiovasculares en exceso.

La investigación ha demostrado que los nanotransformadores de Fourier aumentan mil veces las posibilidades de detectar el antibiótico en comparación con otros enfoques. Se predice que serán eficaces en una variedad de esferas, por ejemplo, diagnósticos tempranos de enfermedades peligrosas, así como un control de dopaje ultrasensible, monitorear la calidad de los alimentos y las condiciones ambientales.

En un estudio paralelo, el grupo de investigación, junto con científicos rusos del Instituto de Física Lebedev de la Academia de Ciencias de Rusia, ideó una forma única de utilizar nanopartículas de silicio para el diagnóstico del cáncer. Como explicó el Dr. Kabashin, Es posible que los científicos pronto encuentren posible "reconsiderar el problema de la bioimagen de uno de los nanomateriales más prometedores".