Ikertzaileek argiaren eta molekulen arteko akoplamendu direkzionala ikusi dute nanoeskalan

Nanooptikak argiak dimentsio arras txikietara konprimatzen denean (Lurra kanika baten tamainara konprimatzearekin parekatzekoa) nola jokatzen duen aztertzen du. Unibertso ñimiño horretan, arauak aldatu egiten dira, eta argiaren propietateak eta materiarekin duen elkarrekintza nabarmen eraldatzen dira. Horrek aukera ematen du eguneroko munduko eskala handiagoetan behagarriak ez diren fenomenoak aztertzeko. Oviedoko Unibertsitateko Nanooptika Kuantikoko taldeko eta Nanomaterialen eta Nanoteknologiaren Ikerketa Zentroko (CINN-CSIC) ikertzaileek, Donostia International Physics Center (DIPC) ikerketa-zentroko 2D Nanofotonikako taldearekin lankidetzan, lehen aldiz ikusi dute eskala nanometrikoan konfinatutako argiak modu direkzionaleko elkarreragina izan dezakeela molekula organikoen bibrazioekin. Nature Photonics aldizkarian argitaratu den ikerketa honek bidea irekitzen du propietate kimikoak norabide kontrolatuetan manipulatzeko (nanokimika direkzionala), bai eta molekula-kopuru oso txikiak detektatzeko gai diren sentsore berritzaileak garatzeko ere.

Oviedoko Unibertsitateko Nanooptika Kuantikoko taldeko ikertzaileek molibdeno-trioxidoa (MoO₃) izeneko material baten propietate paregabeak baliatu dituzte. Izan ere, zenbait atomoko lodiera baino ez duten xafletan banandu daiteke material hori. Hori dela eta, bi dimentsioko material gisa ere ezagutzen da. Horrek aparteko ezaugarriak ematen dizkio, esaterako, modu direkzionalean bidaiatzen duen nanoeskalako argiaren (nanoargia) euskarri izan daiteke. Talde horrek berak jada frogatua zuen material horren zenbait xafla bata bestearen gainean pilatzeak nanoargiaren norabidea kontrolatzea ahalbidetzen zuela. Hala ere, ikerketa berri honetan, taldeak urrats bat harago egin du, eta nanoargiak modu direkzionalean molekula organikoekin elkarreragina izan dezakeela erakutsi du (besteak beste, gure gorputzekoekin), hau da, norabide batzuetan besteetan baino intentsitate handiagoz.

Interakzio hori nanoargiaren eta molekulen bibrazioen artean gertatzen da. Molekula bakoitzak bibratzeko modu bakarra du, sinadura edo hatz-marka propioa izango balu bezala. Ezaugarri horri esker, zehaztasun handiz identifika daiteke molekula hori. Sinadura horien detekzioan oinarritzen dira hainbat teknologia, hala nola analisi medikoak eta ingurumen-sentsoreak.

"Nanoargiaren eta bibrazio molekularren arteko elkarreragin hori bideratu, eta norabide jakin batzuetan areagotu egin daitekeela ikusi dugu, eta hori erabat berria da", azaldu du ikerketaren lehen egileetako batek, Ana Isabel Fernández-Tresguerres Matak (Fisikan berriki doktoratu da Oviedoko Unibertsitatean). “MoO₃ plataforma bikaina da akoplamendua norabide espezifikoetan gerta dadin bultzatzeko, eta horrek bide berriak irekitzen ditu detekzio-sistema aurreratuak garatzeko", azaldu du José Álvarez Cuervo azterlanaren egilekide eta taldeko doktoratu aurreko ikertzaileak.

Hain indartsua den elkarrekintza horri akoplamendu sendoa esaten zaio, eta argiak eta materiak energia oso modu eraginkorrean trukatzea ahalbidetzen du. Erregimen horretan, ezohiko fenomenoak gerta daitezke, propietate kimikoen alterazioak kasu. "Aurkikuntza honek ondorio sakonak ditu erreaktibotasun kimikoan eta detekzio molekularrean. Materia eskala nanometrikoan selektiboki manipulatu ahal izateko beste urrats baten aurrean gaude", gaineratu du artikuluaren lehen egileetako bat den Christian Lanza doktoratu aurreko ikerlariak.

"Akoplamendu sendoa optika kuantikoko fenomeno esanguratsuenetako bat da. Elkarreragina hain bizia denean, argiak eta materiak utzi egiten diote entitate bereizi izateari: bat egin, eta funtsean berria den egoera bat eratzen dute. Gure artikuluak zabaldu egiten du efektu paregabe horri buruz dugun ulermena", azpimarratu du Kirill Voronin DIPCeko ikertzaileak (berriki Fisikan doktoratu da Euskal Herriko Unibertsitatean).

"Etorkizunean, argiaren eta materiaren arteko akoplamendu direkzional sendoaren azterketan sakondu nahi dugu. Azken helburua argiarekin lotura kimiko indibidualak kontrolatzea izango litzateke, nanokimika optiko moduko bat", dio Pablo Alonso González Oviedoko Unibertsitateko Nanooptika Kuantikoko taldeko buruak.