Esteu aquí: Inici > Més notícies > 2011 > Investigadors de l’ICFO implementen un nou sistema per detectar molècules amagades

Notícia

Compartir Share

El treball de recerca, realitzat en col·laboració amb la Universitat Lliure de Brussel·les, es publica a la revista científica ‘Nature Communications’

Investigadors de l’ICFO implementen un nou sistema per detectar molècules amagades

El sistema és útil per crear un detector ultrasensible per identificar, amb més precisió, substàncies explosives i partícules contaminants, entre d’altres.

04/04/2011
La detecció de molècules és necessària en la monitorització de la pol·lució mediambiental, la diagnosi de malalties, la identificació de substàncies explosives i en altres aplicacions en què s’ha d’identificar una substància amagada. Investigadors de l’Institut de Ciències Fotòniques, centre adscrit a la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), en col·laboració amb la Universitat Lliure de Brussel·les, han descobert un sistema per facilitar-ne la detecció a partir de la llum generada per molècules no fluorescents. Per a aquesta generació de llum, amb el nou sistema desenvolupat només es necessiten entre cinquanta i un centenar de molècules i una llum làser de baixa potència, però de gran qualitat. El treball d’investigació s’ha publicat a la revista científica Nature Communications del 30 de març, com a article destacat.

El grup d’investigadors de l’ICFO, liderats per Jordi Martorell, també investigador del Departament de Física i Enginyeria Nuclear de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), han demostrat, en col·laboració amb l’investigador Gregory Kozyreff, de la Universitat Lliure de Brussel·les, que poden atrapar i analitzar aquestes molècules molt petites i no fluorescents (la detecció a partir de llum es fa normalment a partir de molècules fluorescents que s’utilitzen com a marcadors) fent servir una microesfera de vidre (micro-ressonador esfèric), de 350 micres de diàmetre, que fa de detector i sobre la superfície de la qual queden atrapades les molècules. La detecció de molècules es fa mitjançant un procés de generació de llum làser no lineal (segon harmònic), segons el qual una ona de llum a freqüència òptica determinada dóna lloc a una nova ona, generalment d’intensitat molt petita i a doble freqüència.

Aquesta generació de segon harmònic va ser observada per primer cop el 1961, un any després de la invenció del làser. Després, el fenomen ha estat utilitzat per obtenir noves freqüències òptiques a partir d’un nombre limitat de freqüències disponibles amb els làser.

Si es volgués utilitzar aquest tipus de generació de llum per aconseguir la detecció de substàncies amagades, fins ara, hauria estat necessari fer-ho a partir d’un gran nombre de molècules (per sobre de mil milions aproximadament) i a través d’una llum làser molt potent. Per generar l’ona de segon harmònic només amb un centenar de molècules i aconseguir generar una llum que sigui mesurable, els investigadors de l’ICFO han aplicat el mode anomenat de xiuxiueig en galeria (whispering gallery modes), denominació anglesa donada a la propagació de llum per l’interior d’una superfície reflectant en forma circular o abovedada.

El mode whispering gallery s’anomena així per analogia a un fenomen acústic descobert dins la cúpula de la catedral de Sant Paul a Londres. Aquest fenomen va ser descrit per primer cop per Lord Rayleigh el 1910 i explica com dos persones diametralment oposades dins la cúpula poden escoltar-se xiuxiuejant gràcies a la curvatura de la cúpula.

En el cas de la microesfera de vidre, es produeix el mateix fenomen però amb les ones de llum. Una ona atrapada d’aquesta manera pot girar un gran nombre de vegades i interaccionar amb una mateixa molècula situada a l’equador, cosa que fa multiplicar els efectes no lineals de la llum.

Detectar explosius i contaminants
Entre les possibles aplicacions d’aquest nou dispositiu s’inclou la detecció molt sensible de substàncies que poden ser potencialment contaminats o perilloses per a la salut o la seguretat humanes. Es podria aplicar, per exemple, per detectar la presència de PETN, un potent explosiu molt difícilment detectable, atès la seva baixa volatilitat —com el que es va fer servir el 2009 en l’atemptat terrorista frustrat, en un avió de Northwest Airlines amb destí a Detroit—. Aquest tipus d’explosiu es podria fer “visible” utilitzant aquest tipus de tecnologia, ja què la molècula que el compon conté quatre grups de nitrat que presenten la conjugació necessària per a la generació de llum de segon harmònic.

El sistema també podria ser útil per a la detecció de petites molècules contaminats provinents d’alguna fuita no controlada i que poden ser potencialment perilloses per a la salut humana.



Segueix-nos a Twitter Obriu l'enllaç en una finestra nova
És notícia
Kip S. Thorne, investit doctor 'honoris causa' per la UPC Kip S. Thorne, doctor ‘honoris causa’ per la UPC, distingit amb el Premi Nobel de Física L’astrofísic nord-americà Kip S. Thorne, doctor ‘honoris causa’ per la Universitat ... [llegir +]
La tecnologia aeroespacial del futur, aquest dissabte al CosmoCaixa La UPC i CosmoCaixa organitzen ‘Moonit’ per descobrir la tecnologia aeroespacial del futur El proper dissabte, 7 d’octubre, de 19 a 24 hores, tindrà lloc al CosmoCaixa de Barcelona la Nit ... [llegir +]
El dispositiu sense fil WOMEN-UP que es mostra a l'IOThings Solutions World Congress. Tecnologia avançada de la UPC, a l’IOT Solutions World Congress La Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) donarà a conèixer solucions avançades en ... [llegir +]
Amb la col·laboració de:
Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia Any de la Ciència 2007 Ministerio de Ciencia e Innovación
Aquest web utilitza cookies pròpies per oferir una millor experiència i servei. En continuar amb la navegació entenem que acceptes la nostra política de cookies Obriu l'enllaç en una finestra nova.
Oficina de Mitjans de Comunicació.
C/ Jordi Girona 31, 08034 Barcelona Tel.: +34 93 401 61 43
oficina.mitjans.comunicacio@(upc.edu)
© UPC Obriu l'enllaç en una finestra nova. Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech