Pesquisadores da Chalmers University of Technology construíram uma nanoantena muito simples que direciona as cores vermelha e azul em direções opostas, mesmo que a antena seja menor que o comprimento de onda da luz. Os resultados - publicados no jornal online Nature Communications esta semana - pode levar a nanosensores ópticos sendo capazes de detectar concentrações muito baixas de gases ou biomoléculas.

Uma estrutura menor que o comprimento de onda da luz visível (390-770 nanômetros) não deveria ser capaz de espalhar a luz. Mas é exatamente isso que a nova nanoantena faz. O truque empregado pelos pesquisadores Chalmers é construir uma antena com uma composição de material assimétrica, criando deslocamentos de fase óticos.

A antena consiste em duas nanopartículas com cerca de 20 nanômetros de distância em uma superfície de vidro, uma de prata e outra de ouro. Experimentos mostram que a antena espalha a luz visível para que as cores vermelha e azul sejam direcionadas em direções opostas.

"A explicação para este fenômeno exótico são as mudanças de fase óptica, "diz Timur Shegai, um dos pesquisadores por trás da descoberta. "A razão é que as nanopartículas de ouro e prata têm propriedades ópticas diferentes, em particular diferentes ressonâncias de plasmon. A ressonância plasmática significa que os elétrons livres das nanopartículas oscilam fortemente no ritmo da frequência da luz, o que, por sua vez, afeta a propagação da luz, embora a antena seja muito pequena. "

O método usado pelos pesquisadores da Chalmers para controlar a luz usando composição assimétrica de materiais - como prata e ouro - é completamente novo. É fácil construir esse tipo de nanoantena; os pesquisadores mostraram que as antenas podem ser fabricadas densamente em grandes áreas usando litografia coloidal barata.

O campo de pesquisa da nanoplasmônica é uma área em rápido crescimento, e as preocupações com o controle de como a luz visível se comporta em nanoescala usando uma variedade de nanoestruturas de metal. Os cientistas agora têm um parâmetro totalmente novo - composição assimétrica do material - para explorar a fim de controlar a luz.

Os nanoplasmônicos podem ser aplicados em uma variedade de áreas, disse Mikael Käll, professor do grupo de pesquisa da Chalmers.

"Um exemplo são os sensores ópticos, onde você pode usar plasmons para construir sensores que são tão sensíveis que podem detectar concentrações muito mais baixas de toxinas ou substâncias sinalizadoras do que é possível hoje. Isso pode envolver a detecção de moléculas únicas em uma amostra, por exemplo, para diagnosticar doenças em um estágio inicial, o que facilita o início rápido do tratamento. "