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(noticias nanowerk) Un equipo de investigación formado por el profesor Kyoung-Duck Park y Taeyoung Moon y Huitae Joo, estudiantes de posgrado, del Departamento de Física de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) ha desarrollado un «sensor espectroscópico de oro nanogap de banda ancha» utilizando un material flexible. Doblando para crear un espacio controlado.
La tecnología desarrollada permite probar rápidamente varios tipos de materiales, incluidos virus de enfermedades infecciosas, utilizando un solo sensor nanoespectroscópico para encontrar huellas dactilares moleculares.
Los resultados de la investigación fueron publicados recientemente en nano letras (“Espectroscopia Raman mejorada de superficie adaptativa y sintonizable”).
La aparición de epidemias pandémicas como la COVID-19 ha puesto de relieve la necesidad de métodos analíticos rápidos y precisos para prepararse ante posibles brotes virales futuros. La espectroscopia Raman*1 que utiliza nanoestructuras de oro proporciona información sobre la estructura interna y las propiedades químicas de los materiales mediante el análisis de las diferentes vibraciones de las moléculas, llamadas “huellas dactilares moleculares”, utilizando luz con una sensibilidad notable. Por tanto, podría desempeñar un papel crucial a la hora de determinar la positividad de un virus.
Sin embargo, los sensores tradicionales de espectroscopia Raman de alta sensibilidad solo detectan un tipo de virus con un solo dispositivo, lo que genera limitaciones en la productividad, la velocidad de detección y el costo en las aplicaciones clínicas.
El equipo de investigación logró crear una estructura unidimensional a escala milimétrica que presenta nanoespacios de oro en los que solo una molécula está firmemente asentada. Este avance permite la detección espectroscópica Raman altamente sensible y de gran área.
Además, integraron eficazmente materiales flexibles en el sustrato del sensor espectroscópico de nanorendijas de oro. Finalmente, el equipo desarrolló una tecnología fuente para un sensor nanoespectral activo de banda ancha que permite la detección personalizada de sustancias específicas con un solo dispositivo al expandir el nanoespacio al tamaño de un virus y ajustar libremente su ancho al tamaño y tipo de materiales, incluidos los virus. .
Además, mejoraron la sensibilidad y controlabilidad del sensor combinando tecnología de óptica adaptativa utilizada en áreas como la óptica espacial como el Telescopio James Webb.
Además, crearon un modelo conceptual para ampliar la estructura unidimensional fabricada a un sensor espectroscópico bidimensional y confirmaron teóricamente la capacidad de amplificar las señales espectroscópicas Raman hasta varios miles de millones de veces. En otras palabras, es posible confirmar la positividad del virus en tiempo real en cuestión de segundos, un proceso que antes tardaba días en verificarse.
Se espera que los logros del equipo de investigación, que actualmente están pendientes de aprobación de patente, se utilicen para una respuesta rápida mediante pruebas altamente sensibles en tiempo real en caso de enfermedades infecciosas inesperadas como la COVID-19 para prevenir la propagación indiscriminada.
Taeyoung Moon, autor principal del artículo, enfatizó la importancia de su logro y dijo: «Esto no solo hace avanzar la investigación científica básica en la identificación de propiedades únicas de materiales, desde moléculas hasta virus, sino que también facilita aplicaciones prácticas y permite la detección rápida de». «Amplio espectro de virus emergentes utilizando un único sensor personalizado».
La investigación conjunta fue realizada conjuntamente por el equipo del profesor Dai-Sik Kim del Departamento de Física de la UNIST y un equipo dirigido por el profesor Yung Doug Suh del Departamento de Química de la UNIST, subdirector del Centro de Carbono Multidimensional. Los materiales en el Instituto de Ciencias Básicas (IBS) son). Además, Yeonjeong Koo, Mingu Kang y Hyeongwoo Lee del Departamento de Física de POSTECH llevaron a cabo mediciones.
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