Sincronización de electrones para sensores
La resonancia de plasmones superficiales (SPR) es una herramienta de biodetección relativamente nueva que permite medir las interacciones biomoleculares en tiempo real sin utilizar etiquetas ni tintes. La resonancia se refiere a la oscilación sincronizada de los electrones libres (plasmones superficiales) a su frecuencia natural de oscilación al estimularlos con luz de la misma frecuencia de resonancia (natural). Esta resonancia da lugar a la absorción de la luz. Alterando el ángulo de incidencia y otros parámetros, se puede obtener información importante acerca de los cambios moleculares como los que se producen cuando una molécula se enlaza con otra. La manipulación de átomos y moléculas permite controlar la nanoestructura (la estructura a escala muy pequeña) de los materiales. Los científicos aprovechan el concepto de SPR, un fenómeno óptico, combinado con elementos magnetoópticos (MO) y plasmónicos. Los nuevos materiales con funcionalidades ajustadas a medida a nanoescala, permitirán sintonizar de forma activa la respuesta óptica con un campo magnético aplicado, lo cual no es posible con materiales convencionales. La financiación de la Unión Europea para el proyecto «Nanostructured active magneto-plasmonic materials» (Nanomagma) ha dado a los científicos la oportunidad de estudiar el acoplamiento de las propiedades magnéticas con las plasmónicas y ópticas. Para profundizar en los objetivos de la investigación, el consorcio ha desarrollado herramientas teóricas para realizar la modelización magnetoplasmónica (MP) y un microscopio óptico capaz de funcionar en campos magnéticos. Se han fabricado estructuras MP nuevas con una actividad MO mejorada de forma importante cuando se combinan con SPR inducida. Con un mejor conocimiento del acoplamiento, los investigadores diseñaron y desarrollaron dos nuevos biosensores SPR con elementos MO. Los prototipos de biosensores por resonancia de magneto-plasmones superficiales (SMPR) mostraron una mayor sensibilidad para detección de gases y mayor actividad de biodetección. Los científicos encargados del estudio también identificaron varias aplicaciones a las longitudes de onda propias de las telecomunicaciones para obtener circuitos fotónicos integrados. Se espera que los sensores tengan un efecto importante sobre la seguridad alimentaria y la salud. Las unidades portátiles permiten evaluar sobre el terreno, de forma económica y rápida, la calidad de los alimentos antes de cocinarlos, por ejemplo en escuelas y hospitales. En principio, las aplicaciones en fotónica deberían ser especialmente relevantes para la electrónica integrada compacta, teniendo en cuenta que se prevé que, durante los próximos años, la fotónica se combine con la microelectrónica de metal complementario-óxido-semiconductor (CMOS) convencional. La última fase del proyecto se dedicará a actividades de divulgación.
