Новый датчик обнаруживает все более мелкие наночастицы

Обычные микроскопы создают увеличенные изображения небольших структур или объектов с помощью света. Однако наночастицы настолько малы, что они почти не поглощают и не рассеивают свет и, следовательно, остаются невидимыми. Оптические резонаторы увеличивают взаимодействие между светом и наночастицами: они захватывают свет в минимальном пространстве, тысячи раз отражая его между двумя зеркалами. Если наночастица находится в захваченном световом поле, она тысячи раз взаимодействует со светом, так что можно измерить изменение интенсивности света. «Световое поле имеет разную интенсивность в разных точках пространства. Это позволяет делать выводы относительно положения наночастицы в трехмерном пространстве», — говорит доктор Лариса Колер из Physikalisches Institut KIT.

Резонатор делает видимыми движения наночастиц

И не только это: «Если наночастица находится в воде, она сталкивается с молекулами воды, которые движутся в произвольных направлениях из-за тепловой энергии. Эти столкновения заставляют наночастицу перемещаться случайным образом. Это броуновское движение теперь также можно обнаружить», — говорят эксперты. добавляет. «До сих пор для оптического резонатора это было невозможно. Отслеживать движение наночастицы в космосе. «Можно было только установить, находится ли частица в световом поле», — объясняет Колер. В новом волоконном резонаторе Фабри-Перо зеркала с высокой степенью отражения расположены на концах стеклянных волокон. Это позволяет нам сделать вывод гидродинамический радиус частицы, то есть толщина воды, окружающей частицу, от ее трехмерного движения. Это важно, потому что эта толщина изменяет свойства наночастицы. «В результате гидратной оболочки она «Можно обнаружить наночастицы, которые без него были бы слишком маленькими», — говорит Колер. Более того, гидратная оболочка вокруг белков или других биологических наночастиц может влиять на биологические процессы.

Потенциальным применением резонатора может быть обнаружение трехмерного движения с высоким временным разрешением и определение оптических свойств биологических наночастиц, таких как белки, ДНК оригами или вирусы. Таким образом, датчик может дать представление о еще не изученных биологических процессах.