Roma – Sviluppata una nuova tecnologia basata su fasci traenti abilitati da una metasuperficie che risulta promettente per eseguire in futuro biopsie in modo non invasivo. A compiere questo primo importante passo sono stati i ricercatori del TMOS, il Centro di Eccellenza ARC per i Sistemi Meta-Ottici Trasformativi. Nella ricerca pubblicata oggi su ACS Photonics, il gruppo di scienziati dell’Università di Melbourne descrive il proprio raggio solenoide generato utilizzando una metasuperficie di silicio. I precedenti fasci di solenoidi sono stati creati da ingombranti modulatori di luce speciali, o SLM, ma le dimensioni e il peso di questi sistemi impediscono l’utilizzo dei fasci in dispositivi portatili. La metasuperficie è uno strato di silicio nanopatternato spesso solo 1/2000 di millimetro.
La squadra di ricerca spera che questa possa essere utilizzata un giorno per eseguire biopsie in modo non invasivo, a differenza dei metodi attuali, come le pinze, che causano traumi ai tessuti circostanti. I fasci di luce tendono a esercitare una forza di spinta, allontanando le particelle dalla sorgente luminosa. È stato dimostrato che i fasci di solenoidi attirano le particelle verso la sorgente luminosa, come un trapano, che trascina i trucioli di legno verso la punta. Le travi a solenoide funzionano in modo simile. Questo particolare fascio di solenoidi presenta diversi vantaggi rispetto ai fasci di solenoidi generati in precedenza: le condizioni richieste per il fascio di ingresso sono più flessibili rispetto ai fasci precedenti, non richiede un SLM e le dimensioni, il peso e i requisiti di potenza sono significativamente inferiori rispetto ai sistemi precedenti.
La metasuperficie è stata creata mappando l’ologramma di fase del fascio desiderato. Questo è stato utilizzato per creare un modello. La metasuperficie è stata poi fabbricata in silicio utilizzando la litografia a fascio elettronico e l’incisione ionica reattiva. Quando il fascio di ingresso, in questo caso un fascio gaussiano, filtra attraverso la metasuperficie, la maggior parte di esso, circa il 76%, viene convertito in un fascio solenoide e si piega lontano dal fascio non convertito, consentendo ai ricercatori di lavorare con esso senza ostacoli. Gli scienziati sono riusciti a caratterizzare il fascio a una distanza di 21 centimetri. “Le dimensioni compatte e l’alta efficienza di questo dispositivo potrebbero portare ad applicazioni innovative in futuro”, ha detto Maryam Setareh, ricercatore principale. “La capacità di estrarre le particelle utilizzando una metasuperficie potrebbe avere un impatto sul campo della biopsia, riducendo potenzialmente il dolore grazie a metodi meno invasivi”, ha continuato Setareh. “Siamo entusiasti di studiare le prestazioni del nostro dispositivo nella manipolazione delle particelle, che potrebbe offrire preziose intuizioni”, ha aggiunto Setareh. “La prossima fase di questa ricerca consisterà nel dimostrare sperimentalmente la capacità del fascio di tirare le particelle, e saremo lieti di condividere questi risultati quando saranno disponibili”, ha concluso Ken Crozier, ricercatore capo.(30Science.com)
