Pesquisadores das Universidades de Bristol e Bedfordshire, em colaboração com a empresa multinacional ABB, projetaram e testaram uma série de matrizes de nanoantena plasmônica que poderiam levar ao desenvolvimento de uma nova geração de sensores de fluorescência ultrassensíveis e de baixo custo que poderiam ser usados ​​para monitorar a qualidade da água.

As matrizes, projetado e testado pelo Dr. Neciah Dorh durante seu PhD na Universidade de Bristol, são feitos de nanobastões de alumínio fabricados com litografia de feixe de elétrons pelo parceiro comercial Kelvin Nanotechnologies. Os nanorods, 50 nm de largura e 158 nm de comprimento, são projetados para aumentar ressonantemente a emissão de fluorescência de uma variedade de contaminantes na água, como diesel ou triptofano.

O trabalho, publicado em Óptica Aplicada , mostra um aumento de seis vezes na emissão de fluorescência medida de um corante. A pesquisa também mostra que, ao projetar corretamente o espaçamento dos elementos da matriz, emissão fluorescente fortemente direcional pode ser obtida, o que permitiria o projeto de sensores de múltiplos comprimentos de onda altamente integrados.

O trabalho foi realizado no grupo de pesquisa do professor Martin Cryan, que faz parte do grupo de Pesquisa em Fotônica do Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica.

O projeto foi uma colaboração com o Dr. Andrei Sarua da Escola de Física de Bristol e a Dra. Tahmina Ajmal da Universidade de Bedfordshire, que já havia trabalhado no projeto Aquatest em Bristol.

Juntos, eles desenvolveram um protótipo de baixo custo, Sistema de sensor baseado em LED, que eles planejam desenvolver em um sistema portátil implantável em campo para realizar o monitoramento da qualidade da água.

Martin Cryan, Professor de Eletromagnetismo Aplicado e Fotônica no Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica da Universidade de Bristol e co-autor do artigo, disse:"As matrizes de nanoantena, que pode ser fabricado por técnicas de produção de baixo custo, como litografia de nanoimpressão, pode trazer um aumento significativo de sensibilidade para que as medições de qualidade do laboratório possam ser realizadas no campo. Isso permitiria a implantação de redes de sensores remotos sem fio para alerta precoce de poluição ou monitoramento contínuo da qualidade da água em ambientes sensíveis. "

Dr. Dorh, agora membro do programa QTEC de Bristol, foi cofundador de uma start-up, FluoretiQ, desenvolver sensores de fluorescência quânticos aprimorados que ajudarão a identificar bactérias em minutos, em vez de dias.

O grupo do professor Cryan está desenvolvendo sistemas que podem combinar o poder das nanoantenas com sensores quânticos aprimorados para produzir ainda mais aprimoramentos de sensibilidade.