위스콘신 대학교-매디슨 대학교 팀의 팀은 가시가 아닌 빛을 포획하는 데 탁월한 얇고 패턴 화 된 실리콘 기반 구성 요소를 개발하고 생화학 센서 등을위한 저비용 제조 가능성을 열 수 있습니다.
그룹, 조교수가 이끄는 그룹Filiz Yesilkoy, 세부 사항 "기판이없는 메타 수면"저널의 논문에서자연 커뮤니케이션. 특히, 박사 과정 학생들과 공동 저자 인 Wihan Adi와 Samir Rosas와 그들의 공동 작업자들은 MetaSurface의 Polaritons라는 하이브리드 상태에 부합하는 빛과 물질을 유도 할 수있는 MetaSurface의 능력을 강조합니다.
Metasurfaces는 전자기파를 조작 할 수있는 작고 엔지니어링 된 나노 스케일 재료이며, 소위 "웨이브 브레이커"가 물파를 물리적으로 방해하는 방식과 마찬가지로 Adi.
“우리는 메타 수면을 사용하여 빛을 덫을 놓습니다. 빛이 갇혀 있기 때문에 분자와 더 오래 상호 작용할 수 있습니다.”라고 Adi.
이 경우 파도는 전자기 스펙트럼의 중간외 범위에 있습니다. 가시 광선보다 파장이 더 긴 적외선은 천문학에서 건강 관리에 이르는 응용 분야에서 유용 할 수 있습니다.
“전자기 스펙트럼의 약간 도전적인 부분입니다. 전통적인 광학에 사용되는 기존의 재료를 사용할 수 없기 때문에 우리가 보이는 가시성에 주로 관심이있는 기존의 재료를 사용할 수 없기 때문에, 우리가 보는 파장에 관심이 있습니다. 룰렛 사이트 센서, 이미징 기술 및 기타 의료 진단 도구.
중간 충격 광학에 전통적으로 사용되는 재료는 또한 부서지기 쉬운 경향이 있거나 비싸다는 것을 의미합니다. 즉,이를 의존하는 장치는 저렴하게 대량 제조하기가 어려울 것입니다. 룰렛 사이트 센서가 의학적 연구에 알리기 위해 수백에서 수천 명의 환자의 데이터를 수집하는 데 유용하기 위해서는 대량 생산이 필수적입니다.
“우리는 비용을 절감하고 다른 애플리케이션에 적용 할 수 있도록이 센서 칩을 대량으로 제조해야합니다.
대신, 예 실코이와 그녀의 학생들은 캐비티에 빛을 쇄도하는 매우 얇은 실리콘 막을 패턴 화했습니다. 그들이 중간외 스펙트럼 범위에서 테스트했을 때, 빛이 중합체 샘플과 상호 작용할 때 폴라 리톤이 형성된 빛이 너무 효율적으로 갇혀 있음을 발견했습니다..
그룹 기술의 능력은 극성 화학 화학의 초기 분야의 연구원들에게 관심이 있지만 Yesilkoy Lab의 초점은 룰렛 사이트 센서로 남아 있습니다. 특히, 그룹은 난소 암과 같은 질병의 새로운 룰렛 사이트 마커를 발견하기 위해 빛과 생체 분자의 상호 작용을 사용하기를 희망합니다.
Yesilkoy, Adi 및 Rosas는 성능을 향상시키기 위해 메타 수면의 패턴을 계속 조정합니다.
“이것은 우리의 첫 번째 탐사 였지만 이제는 룰렛 사이트 센싱 애플리케이션에 더 적합한 빛을 더 잘 제어 할 수있는 다른 디자인을 가지고 있습니다.”라고 Yesilkoy는 말합니다. "그래서 우리가 밀고있는 곳입니다."
왼쪽부터 : PhD 학생 Samir Rosas, Filiz Yesilkoy 조교수 및 PhD 학생 Wihan Adi는 엔지니어링 센터 빌딩의 Nanoscale Fabrication Center의 일부인 실험실 앞에서 포즈를 취합니다. 나노 제조 기술은 혁신적인 룰렛 사이트 센서를 만드는 Yesilkoy Lab의 작업에 필수적입니다.
이 연구는 National Institutes of Health (Grant Number R21EB034411)와 National Science Foundation (Grant Number 2401616)의 보조금을 통해 자금을 지원했습니다.
다른 UW-Madison 저자는 Aidana Beisenova를 포함합니다, 생물 의학 공학 박사 과정 학생 및Shovasis Kumar Biswas와 Hongyan Mei, 전기 및 컴퓨터 공학 박사 과정 학생들.
상단 사진 캡션 : PhD 학생 Wihan ADI 및 Samir Rosas 및 조교수 Filiz Yesilkoy 재료 과학 및 엔지니어링 건물에서 스캐닝 전자 현미경을 사용합니다.