MIT-ingenieurs ontwikkelen chip-schaal nano zaklamp, wegbereider voor geavanceerde virale sensoren

In werk dat op termijn mobiele telefoons kan veranderen in sensoren die in staat zijn virussen en andere minuscule objecten te detecteren, hebben MIT-onderzoekers een krachtige nanoschaal zaklamp op een chip gebouwd.

Hun ontwerpbenadering voor het kleine lichtbundel op een chip kan ook gebruikt worden om een verscheidenheid aan andere nano zaklampen te creëren met verschillende bundelkenmerken voor verschillende toepassingen. Denk aan een wijd straallicht versus een bundel licht gefocusseerd op een enkel punt.

Al vele decennia gebruiken wetenschappers licht om een materiaal te identificeren door te observeren hoe dat licht interactie aangaat met het materiaal. Ze doen dit door essentieel een bundel licht op het materiaal te schijnen, en vervolgens dat licht te analyseren nadat het door het materiaal is gegaan. Omdat alle materialen anders interacteren met licht, levert een analyse van het licht dat door het materiaal gaat een soort "vingerafdruk" voor dat materiaal op. Stel je voor dit te doen voor verschillende kleuren — verschillende golflengtes van licht — en de interactie van licht met het materiaal vast te leggen voor elke kleur. Dat zou leiden tot een vingerafdruk die nog gedetailleerder is.

De meeste instrumenten om dit te doen, bekend als spectrometers, zijn relatief groot. Ze veel kleiner maken zou een aantal voordelen hebben. Ze kunnen bijvoorbeeld draagbaar zijn en extra toepassingen hebben (stel je een toekomstige mobiele telefoon voor geladen met een zelfstandige sensor voor een specifiek gas). Echter, hoewel onderzoekers grote stappen hebben gezet richting het miniaturiseren van de sensor voor het detecteren en analyseren van het licht dat door een gegeven materiaal is gegaan, blijft een geminiaturiseerde en op de juiste manier gevormde lichtbundel — of zaklamp — een uitdaging. Vandaag de dag wordt die lichtbundel meestal geleverd door macroscopische apparatuur zoals een lasersysteem dat niet in de chip zelf ingebouwd is zoals de sensoren.