Nano-Taschenlampe ermöglicht neue Lichtanwendungen

In einer Arbeit, die Mobiltelefone eines Tages in Sensoren verwandeln könnte, die Viren und andere winzige Objekte erkennen können, haben MIT-Forscher eine leistungsstarke Taschenlampe im Nanomaßstab auf einem Chip gebaut.

Ihr Ansatz, den winzigen Lichtstrahl auf einem Chip zu entwerfen, könnte auch verwendet werden, um eine Vielzahl anderer Nano-Taschenlampen mit unterschiedlichen Strahlcharakteristiken für verschiedene Anwendungen zu erstellen. Stellen Sie sich einen breiten Scheinwerfer im Vergleich zu einem Lichtstrahl vor, der auf einen einzelnen Punkt gerichtet ist.

Seit vielen Jahrzehnten verwenden Wissenschaftler Licht, um ein Material zu identifizieren, indem sie beobachten, wie dieses Licht mit dem Material interagiert. Sie tun dies, indem sie im Wesentlichen einen Lichtstrahl auf das Material richten und dieses Licht dann analysieren, nachdem es das Material passiert hat. Da alle Materialien unterschiedlich mit Licht interagieren, liefert eine Analyse des Lichts, das durch das Material fällt, eine Art „Fingerabdruck“ für dieses Material. Stellen Sie sich vor, Sie tun dies für mehrere Farben – mehrere Lichtwellenlängen – und erfassen die Wechselwirkung von Licht mit dem Material für jede Farbe. Das würde zu einem noch detaillierteren Fingerabdruck führen.

Die meisten Instrumente dafür, sogenannte Spektrometer, sind relativ groß. Sie viel kleiner zu machen, hätte eine Reihe von Vorteilen. Sie könnten beispielsweise tragbar sein und zusätzliche Anwendungen haben (stellen Sie sich ein futuristisches Mobiltelefon vor, das mit einem in sich geschlossenen Sensor für ein bestimmtes Gas ausgestattet ist). Obwohl Forscher große Fortschritte bei der Miniaturisierung des Sensors zur Erkennung und Analyse des Lichts gemacht haben, das durch ein bestimmtes Material getreten ist, bleibt ein miniaturisierter und entsprechend geformter Lichtstrahl – oder eine Taschenlampe – eine Herausforderung. Heutzutage wird dieser Lichtstrahl meistens von makroskaligen Geräten wie einem Lasersystem bereitgestellt, das nicht wie die Sensoren in den Chip selbst eingebaut ist.