Nanoantena capaz de separar colores de luz

Se ha conseguido construir una nanoantena que dirige la luz de color rojo y la de color azul en direcciones opuestas, incluso aunque la antena es más pequeña que la longitud de onda de la luz.

Este asombroso avance tecnológico podría conducir al desarrollo de nanosensores ópticos que sean capaces de detectar muy bajas concentraciones de gases o biomoléculas.

Una estructura más pequeña que la longitud de onda de la luz visible (390-770 nanómetros) no debiera ser capaz de dispersar la luz. Pero eso es exactamente lo que hace la nueva nanoantena. El truco empleado por el equipo de investigadores de la Universidad Chalmers de Tecnología, en Suecia, es construir la antena con una combinación especial de materiales que crea cambios de fase óptica.

La antena, muy simple, consta de dos nanopartículas, una de plata y la otra de oro, separadas por una distancia aproximada de 20 nanómetros, sobre una superficie de vidrio.

La explicación para este exótico fenómeno que se desencadena cuando la antena logra dispersar la luz visible y redirigir la luz roja hacia una dirección y la azul en la opuesta, es que las nanopartículas de oro y plata tienen propiedades ópticas diferentes, en particular distintas resonancias plasmónicas. La resonancia plasmónica significa que los electrones libres de las nanopartículas oscilan fuertemente en sintonía con la frecuencia de la luz, lo que a su vez afecta a la propagación de la luz.

El método usado por el equipo de Timur Shegai para controlar la luz, el de emplear un material de composición asimétrica, como la combinación utilizada de plata y oro, es del todo nuevo.

Es fácil construir este tipo de nanoantena. Los investigadores han demostrado que es factible fabricar estas nanoantenas en grandes cantidades y agrupadas en conjuntos de alta densidad, sobre áreas extensas, usando la barata litografía coloidal.

La nanoplasmónica puede aplicarse en una amplia variedad de áreas, tal como acota Mikael Kall del grupo de investigación. Un ejemplo son los sensores ópticos. Para esta clase de aplicación, es viable usar plasmones en la construcción de sensores lo bastante sensibles como para que puedan detectar concentraciones mucho más bajas de toxinas u otras sustancias que lo posible hoy en día con la tecnología convencional de detección.

Esta mayor sensibilidad de detección podría lograr cosas como por ejemplo detectar moléculas individuales en una muestra, cuya presencia sirviera para diagnosticar las enfermedades en una fase mucho más temprana de lo que hoy es viable, lo que permitiría comenzar antes el tratamiento, con todas las ventajas que ello puede traer en bastantes casos.