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Investigadores del Instituto Beckman han desarrollado un microscopio que revela las fuerzas invisibles que ejerce la luz a nanoescala. Esta innovadora herramienta revela el tango íntimo entre la luz, la fuerza y la temperatura con un detalle y una velocidad sin precedentes.
Investigadores del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzada y del Laboratorio de Micro y Nanotecnología Nick Holonyak han desarrollado un microscopio que revela las fuerzas invisibles que ejerce la luz a nanoescala. Esta innovadora herramienta revela el tango íntimo entre la luz, la fuerza y la temperatura con un detalle y una velocidad sin precedentes.
La nanoscopía de fuerza óptica desacoplada (Dofn) es una creación de un equipo dirigido por Yang Zhao, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, y colega de Zhao en el Instituto Beckman: Catherine Murphy, profesora de química. y director interino de Beckman; y Yun-Sheng Chen, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática.
Su trabajo aparece en Nature Communications.
«Dofn es más que un simple microscopio» Dijo Zhao. «Es una herramienta innovadora que desentraña las complejas interacciones luz-materia a una escala tan pequeña que traspasa los límites de la microscopía tradicional, algo que alguna vez estuvo más allá de nuestra capacidad de observación».
Los investigadores examinaron los mecanismos por los cuales la luz puede producir fuerzas diminutas en muestras a nanoescala, un tema que ha desconcertado a los científicos debido a la naturaleza esquiva de estas interacciones. Dofn descubre las capas de este misterio nanoscópico, permitiendo observar cómo operan y evolucionan estas fuerzas en tiempo real.
Imagínese observar una nanopartícula de oro reaccionar a la luz: se calienta, se expande y se enfría en respuesta al suave impulso de los fotones. Dofn hace esto posible. Es como darnos gafas que puedan traducir el sutil juego de cambios térmicos y cinéticos en una narrativa visual.
Esta investigación destaca el potencial de la colaboración interdisciplinaria para ampliar los límites de las ciencias biológicas y médicas.
«Dofn actúa como un puente a través de brechas tecnológicas anteriores, brindándonos la oportunidad de explorar y cuantificar cómo las fuerzas inducidas por la luz a nanoescala se manifiestan como presión y calor». dijo el autor principal Hanwei Wang, Ph.D. Candidato en Ingeniería Eléctrica e Informática en UIUC.
Zhao añade: “Con esta innovadora herramienta, no sólo observamos los efectos del contacto de la luz en objetos a nanoescala; también vemos la respuesta térmica de estos objetos a la caricia de la luz, algo antes inalcanzable”.
Estas observaciones marcan un cambio de paradigma en nuestra capacidad para comprender y aprovechar el poder de la luz en la nanotecnología y más allá. Desde mejorar la precisión de la administración de fármacos hasta perfeccionar el diseño de nanodispositivos, las implicaciones de estos hallazgos proporcionan un faro para futuras innovaciones en moléculas y células.
«El desarrollo de una técnica capaz de estudiar la dinámica fototérmica rápida con una resolución de nanosegundos a nivel de nanopartículas individuales representa un avance significativo en la caracterización precisa de nanomateriales». Dijo Murphy. “El potencial de esta tecnología es inmenso; promete una amplia gama de aplicaciones, desde nanofonónica y nanomedicina hasta mecanoquímica, mecanobiología y biofísica”.
Esta investigación destaca el potencial de la colaboración interdisciplinaria para ampliar los límites de las ciencias biológicas y médicas.
“La aparición de Dofn no es sólo un avance en microscopía” Dijo Zhao. «Es una lente que enfoca la microdinámica de las fuerzas del calor y la luz, revolucionando nuestra capacidad para manipular y controlar los componentes básicos de la nanotecnología».
“No estamos simplemente echando un vistazo al nanomundo; Entramos en él con una nueva claridad que promete remodelar nuestra comprensión del universo en su nivel más fundamental”.
Fuente: https://beckman.illinois.edu/
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