Las pinzas ópticas y las herramientas de manipulación asociadas en el campo lejano han tenido un gran impacto en la investigación científica y de ingeniería al ofrecer una manipulación precisa de objetos pequeños. Más recientemente, La manipulación de campo cercano con plasmones de superficie ha abierto oportunidades que no son factibles con los métodos ópticos de campo lejano convencionales. El uso de técnicas de plasmones de superficie permite la excitación de puntos calientes mucho más pequeños que la longitud de onda del espacio libre; con este encierro, el campo plasmónico facilita la captura de diversas nanoestructuras y materiales con mayor precisión. Se ha vuelto de uso común para atrapar objetos de tamaño micro y nanométrico en varios campos de la ciencia.

En un nuevo artículo de revisión publicado en Ciencias de la luz y aplicaciones , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Xiaocong Yuan del Centro de Investigación de Nanofotónica, Universidad de Shenzhen, Porcelana, y compañeros de trabajo han revisado los principios, desarrollos, y aplicaciones de las técnicas de pinzas plasmónicas, incluyendo tanto plataformas asistidas por nanoestructuras como sistemas sin estructura.

Según situaciones de excitación, el plasmón de superficie se puede dividir en dos tipos:plasmón de superficie localizado en geometrías limitadas como nanopartículas y polaritones de plasmón de superficie sin estructura excitados totalmente ópticos en una interfaz dieléctrica-metal suave. Respectivamente, El sistema de pinzas plasmónicas se puede dividir en tipo estructural y tipo modulado totalmente óptico. La plataforma estructural proporciona un enfoque eficaz para atrapar objetos a micro y nanoescala con las ventajas de una alta precisión; mientras que el tipo modulado totalmente óptico es un complemento eficaz para la manipulación dinámica y amplía el rango de tamaño de captura al rango mesoscópico y Mie. Estos dos tipos de pinzas plasmónicas se complementan entre sí y han fomentado numerosas aplicaciones en expansión.

Debido a los grandes avances en la ciencia fundamental, Las pinzas plasmónicas se han utilizado para manipular muchos tipos de materia con diversas formas, propiedades, y composiciones. Por hazaña de esta técnica, los objetos pequeños se pueden manipular dinámicamente para clasificarlos y transportarlos para fabricaciones y litografías en chip. En particular, Las partículas biológicas de todos los tamaños son objetivos importantes para atrapar, y las plataformas plasmónicas proporcionan exactamente sondas no invasivas estables para su manipulación y detección.

Es más, Los hotspots plasmónicos se pueden generar selectivamente como trampas específicas mediante el diseño de estructuras o la modulación de la polarización y distribución de fase de los rayos láser de excitación. Estos puntos calientes tienen las ventajas de una fuerte energía de campo cercano, brindando la posibilidad de mejorar la medición espectroscópica de moléculas ubicadas en la región a través de técnicas como SERS, absorción de infrarrojos, y espectroscopía de emisión de fluorescencia. La precisión a nanoescala del método permite la manipulación y detección a nivel molecular, hacer de las pinzas plasmónicas una herramienta importante para la física, farmacia, y científicos de la vida.

"El mecanismo y los fenómenos relevantes en las interacciones no lineales luz-materia, y las aplicaciones de manipulación y detección intracelular serán las posibles direcciones de desarrollo y puntos de ruptura de la técnica de pinzas plasmónicas en el futuro, "predicen los científicos.

"Aún quedan desafíos por superar en cuanto a las propiedades inherentes para ampliar la aplicabilidad de la técnica. Independientemente, Estamos seguros de que los usos de las técnicas de pinzas plasmónicas seguirán creciendo en un futuro próximo. y se desarrollarán muchas aplicaciones nuevas en esta área, ", agregaron.