Usar códigos de barras para etiquetar e identificar artículos cotidianos es tan familiar como ir al supermercado. Imagínese reducir esos códigos de barras un millón de veces, de escala milimétrica a nanométrica, para que puedan usarse dentro de las células vivas para etiquetar, identificar y rastrear los componentes básicos de la vida o, mezclado con tintas para evitar falsificaciones. Esta es la frontera de la nanoingeniería, requiriendo la fabricación y manipulación controlada de nanoestructuras a nivel atómico — nuevo, investigación fundamental, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , muestra las posibilidades y oportunidades que se avecinan.

La colaboración dirigida por la Universidad de Tecnología de Sydney (UTS) desarrolló un método de crecimiento de nanocristales que controla la dirección del crecimiento, produciendo capas delgadas atómicas programables, nanobarras con códigos de barras arbitrarios, con uniformidad morfológica. El resultado son millones de diferentes tipos de códigos de nanobarras que pueden formar una "biblioteca" para futuras aplicaciones de detección a nanoescala.

Los investigadores anticipan que tales estructuras de códigos de barras atraerán un amplio interés en una variedad de aplicaciones como nanoportadores de información para biotecnología, Ciencias de la vida, almacenamiento de datos, una vez que se incorporan en una variedad de matrices.

El autor principal, el Dr. Shihui Wen, dijo que la investigación proporciona un punto de referencia que abrirá el potencial para diseñar dispositivos nanofotónicos más pequeños.

"Las estructuras de nanobarcos inorgánicos son rígidas, y es fácil controlar el compuesto, precisión de espesor y distancia entre diferentes segmentos funcionales para códigos de barras geométricos más allá del límite de difracción óptica. Debido a que son química y ópticamente estables, los códigos de barras nanoscópicos se pueden utilizar como portadores para la entrega de medicamentos y el seguimiento en la célula, una vez que la superficie de las estructuras del código de barras se modifica y funcionaliza aún más con moléculas de sonda y cargas, "Dr. Wen, del Instituto de Materiales y Dispositivos Biomédicos de UTS (IBMD), dijo.

El equipo también tuvo un avance adicional con el desarrollo de una novela, sistema de decodificación en tándem, utilizando nanoscopia de superresolución para caracterizar diferentes códigos de barras ópticos dentro del límite de difracción.

Autor principal, Director de UTS IBMD, El profesor Dayong Jin dijo que no había ningún sistema comercial disponible para este tipo de imágenes de súper resolución.

"Tuvimos que construir la instrumentación para diagnosticar las funciones sofisticadas que se pueden construir intencionalmente en la pequeña nanovarilla. Estas juntas nos permiten desbloquear el potencial adicional para colocar moléculas atómicas donde las queremos para que podamos continuar miniaturizando dispositivos. la primera vez que pudimos utilizar el sistema de superresolución para sondear, activar y leer el segmento funcional específico dentro de la nanovarilla.

"Imagina un dispositivo diminuto, menor que una milésima parte del ancho de un cabello humano, y podemos activar selectivamente una región particular de ese dispositivo, ver las propiedades ópticas, cuantificarlos. Esta es la ciencia que ahora muestra muchas posibilidades nuevas, ", dijo. El profesor Jin también es codirector del Centro de Investigación Conjunta UTS-SUStech.

Los investigadores prevén que los dispositivos ópticos a nanoescala desarrollados podrían usarse simultáneamente para marcar diferentes especies celulares.

"Estos dispositivos también son fácilmente aplicables para la lucha contra la falsificación de alto nivel de seguridad cuando se mezclan diferentes lotes de ellos con tintas y se pueden imprimir fácilmente en productos de alto valor para su autenticación". Dijo el Dr. Wen.