p Esta é uma ilustração esquemática de uma partícula girando em torno de um ressonador de micro-anel de silício, impulsionado por forças ópticas. Crédito:Cortesia de Ken Crozier, Harvard School of Engineering and Applied Sciences.
p Para capturar e reter micropartículas minúsculas, engenheiros de Harvard "colocaram um anel nisso, "usando um ressonador circular à base de silício para confinar as partículas de forma estável por vários minutos. p O avanço, publicado na edição de 14 de junho de
Nano Letras , poderia um dia levar à habilidade de dirigir, entregar, e armazenar nanopartículas e biomoléculas em chips totalmente ópticos.
p "Demonstramos o poder do que chamamos de aprisionamento de cavidade ressonante, onde uma partícula é guiada ao longo de um pequeno guia de ondas e, em seguida, puxada para um ressonador de micro-anel, "explica Kenneth Crozier, um Professor Associado de Engenharia Elétrica na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard (SEAS) que dirigiu a pesquisa. "Uma vez no ringue, forças ópticas impedem que ele escape, e fazer com que ele gire em torno dele. "
Duas partículas são continuamente presas em um microanel (raio:10 mícrons), e gire em torno disso. Crédito:Cortesia de Kenneth Crozier, Escola Harvard de Engenharia e Ciências Aplicadas p O processo é semelhante ao que você vê em brinquedos de movimento líquido, onde minúsculas gotas de gotas coloridas correm ao longo de trilhas de plástico - mas em escala muito menor e com mecanismos físicos diferentes. Os anéis têm raios de apenas 5 a 10 micrômetros e são construídos usando litografia por feixe de elétrons e corrosão iônica reativa.
p Especificamente, a luz do laser é focada em um guia de ondas. Forças ópticas fazem com que uma partícula seja puxada para baixo em direção ao guia de ondas, e empurrou ao longo dele. Quando a partícula se aproxima de um anel fabricado próximo ao guia de ondas, ele é puxado do guia de ondas para o anel por forças ópticas. A partícula então circula ao redor do anel, impulsionado por forças ópticas em velocidades de várias centenas de micrômetros por segundo.
p Embora o uso de ressonadores de anel planar para capturar partículas não seja novo, Crozier e seus colegas ofereceram uma análise nova e mais completa da técnica. Em particular, eles mostraram que o uso do anel de silício resulta no aumento da força óptica (5 a 8 vezes em relação ao guia de onda reto).
p Esta é uma micrografia eletrônica de varredura (SEM) do ressonador de micro-anel de silício (raio:5 mícrons) acoplado ao guia de ondas. Crédito:Cortesia de Kenneth Crozier, Escola Harvard de Engenharia e Ciências Aplicadas
p "Incrivelmente, medições de rastreamento de partículas com uma câmera de alta velocidade revelam que as grandes forças transversais localizam de forma estável a partícula de modo que o desvio padrão em sua trajetória, comparado a um círculo, é tão pequeno quanto 50 nm, "diz Crozier." Isso representa uma localização muito estreita em uma distância comparativamente grande. "
p O objetivo final é desenvolver e demonstrar manipulação totalmente ótica no chip que oferece uma maneira de orientar, armazenar, e entregar partículas biológicas e artificiais.
