p A espectroscopia de absorção de infravermelho (IR) desempenha um papel central em materiais e ciências biológicas e detecção de segurança para a análise direta de impressões digitais moleculares, incluindo estruturas moleculares, composição, e meio ambiente. p Contudo, A inspeção IV de quantidades extremamente pequenas de moléculas é um desafio devido ao ruído IV de fundo, portanto, há uma grande demanda para melhorar a qualidade do sinal desta técnica.

p Agora, Atsushi Ishikawa e Kenji Tsuruta na Universidade Okayama, na colaboração com RIKEN, Japão, desenvolveram um novo metamaterial - um material óptico projetado - para manipular a luz IV da maneira desejada. O metamaterial poderia então aproveitar o ruído de fundo indesejado, assim, aumentando drasticamente a capacidade de detecção final da espectroscopia de infravermelho.

p Os pesquisadores criaram um design exclusivo de metamaterial assimétrico, feito de filmes de ouro de 20 nm em um substrato de silício (Fig.1) para girar a polarização, essa é a orientação das oscilações da onda IR, durante as medições. Desta maneira, as moléculas anexadas ao metamaterial mostraram polarização diferente das outras, e os pesquisadores foram capazes de detectar apenas o sinal molecular alvo, eliminando totalmente a luz de fundo indesejada.

p As capacidades do novo metamaterial foram testadas identificando o alongamento vibracional de ligações duplas de óxido de carbono em um nano-filme de poli (metacrilato de metila) (PMMA). A medição mostrou uma absorção de IR distinta de alongamento de óxido de carbono, alcançar a sensibilidade do zeptomole com uma qualidade de sinal dramaticamente melhorada (Fig.1).

p A nova abordagem de metamaterial desenvolvida pela equipe permitiu medições IV altamente detalhadas de moléculas minúsculas no nível de zeptomole, correspondendo a alguns milhares de moléculas orgânicas. Os pesquisadores esperam que sua nova técnica abra as portas para o desenvolvimento de tecnologias de inspeção infravermelha ultrassensíveis para aplicações sofisticadas, como monitoramento ambiental e análise da respiração humana para diagnósticos.