Maailman pienin spektrometri nanolangasta

Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet yhdessä kansainvälisten kollegoidensa kanssa maailman pienimmän, vain yksittäisestä nanolangasta koostuvan spektrometrin. Tulosten ansiosta jopa kännykkäkameralla voidaan tulevaisuudessa arvioida esimerkiksi lääkkeiden ja elintarvikkeiden laatua tai tuoda uusia sovelluksia puettavaan elektroniikkaan tai terveysteknologiaan.

Suurin osa spektrometreista mittaa valon eri spektrikomponentteja erillisillä elementeillä, mikä tekee laitteiden kutistamisesta kolikkoa pienemmiksi haastavaa. Nyt kehitetty laite on kooltaan vain alle tuhannesosa aiemmissa tutkimuksissa kehitetyistä laitteista. Tutkijat käyttivät nanolankaa, jonka materiaalikoostumus vaihtelee sen eri kohdissa.

Nanolangan eri osiot reagoivat näkyvän valon spektrin eri väreihin. Osioista saatavat yksittäiset vasteet syötetään tietokonealgoritmiin, jolla voidaan rekonstruoida saapuvan valon spektri. ”Nanolangan ainutlaatuinen rakenne mahdollistaa valon eri värien tehokkaan erottelun”, sanoo professori Zhipei Sun Aalto-yliopistosta.

Spektrometri on valon spektriä mittaava laite, jota käytetään laajasti teollisuudessa ja tieteellisessä tutkimuksessa. Yksi lupaavimmista käyttökohteista on biologia. Koska laite on niin pieni, sillä voidaan kuvantaa yksittäisiä soluja suoraan ilman mikroskooppia.

”Lähestymistapamme mahdollistaa spektroskopialaitteiden ennennäkemättömän pienentämisen. Ne voidaan asentaa suoraan älypuhelimiin ja saada näin laboratorion tehokkaat analyysitekniikat käden ulottuville”, sanoo tutkimusta johtanut tutkja Tawfique Hasan Cambridgen yliopistosta.

Älypuhelimeen asennettua nanospektrometriä voitaisiin hyödyntää esimerkiksi elintarvikkeiden tuoreuden tai lääkkeiden laadun arvioinnissa sekä väärennettyjen esineiden tunnistamisessa.

Aalto-yliopistossa tutkitaan nanolankojen valmistusta ja ominaisuuksia sekä kehitetään niiden avulla uusia sovelluksia fotoniikkaan ja kvanttiteknologiaan. Nanolankoja voidaan hyödyntää tulevaisuudessa laajemmin akateemisten ja teollisten sovellusten lisäksi esimerkiksi biologisissa implanteissa ja puettavissa älylaitteissa.

Lisää:   Zongyin Yang et al. Single nanowire spectrometers Science (LINKKI) ja Nanobitteja-sivustolta (LINKKI)

Kuva: Taiteilijan näkemys nanolankaspektrometristä kuvantamassa solua. Ella Maru Studio / Aalto-yliopisto.

Päivitetty Nanobitteja-linkki 16.9.2019.

Tärkeimmät teknologiauutiset kätevästi myös uutiskirjeenä! Tilaa (LINKKI)

LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkosta