Inventan unas nano-pinzas capaces de atrapar y mover un nano-objeto en las 3D con la fuerza de la luz

Los investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) han inventado unas nano-pinzas óptica capaces de atrapar y mover un nano-objeto individual en las tres dimensiones del espacio utilizando sólo la fuerza de la luz. Uno de los autores, Romain Quidant, ha explicado que "esta técnica podría revolucionar el campo de la nanociencia, porque demuestra que es posible atrapar, manipular en 3D y liberar un solo nano-objeto sin ejercer ningún contacto mecánico u otra acción invasiva".

MADRID, 3 (EUROPA PRESS)

En este trabajo, publicado en 'Nature Nanotechnology', explica que el concepto de captura óptica original, inventado en los Laboratorios Bell en la década de los años 80, demostró una gran capacidad para atrapar y manipular pequeños objetos de dimensiones micrométricas usando luz láser. Por medio de la incidencia de luz láser a través de una lente, es posible enfocar la luz en un pequeño punto, creando una fuerza de atracción debido al gradiente de la intensidad de la luz del láser y así atraer un objeto o espécimen y lograr mantenerlo en el lugar de enfoque.

A pesar de que las pinzas ópticas han revolucionado para siempre el campo de la óptica cuántica y la biología óptica, la técnica tiene ciertas limitaciones importantes, siendo una de ellas su incapacidad para directamente atrapar objetos más pequeños que unos pocos cientos de nanómetros. Este inconveniente llevó a la búsqueda de nuevos métodos para estas nano-pinzas, basadas en plasmónica, para lograr que éstas fueran capaces de atrapar objetos a nano-escala, tales como proteínas o nano-partículas, evitando sobrecalentar y dañar la muestra.

Hace unos años, los investigadores del ICFO demostraron que, al enfocar luz en una pequeña nano-estructura de oro colocada sobre una superficie de vidrio que actúa como una nano-lente, ésta era capaz de atrapar un ejemplar en la vecindad del metal donde se concentra la luz. Esta prueba de concepto se limitó a demostrar el mecanismo, pero no permitía ningún tipo de manipulación en 3D necesaria para aplicaciones prácticas

Este logro encaminó a los expertos a dar lo que han definido como "un paso crucial" al implementar el concepto de las nano-pinzas plasmónicas al extremo de una fibra óptica móvil, nano-fabricada con una apertura de oro con forma de corbata de lazo. Por medio del uso de este concepto, los científicos han demostrado la captura y el desplazamiento en 3D de muestras tan pequeñas, de unas pocas decenas de nanómetros, utilizando un láser no-invasivo con una intensidad extremadamente pequeña.

A su juicio, el gran potencial que presenta esta técnica reside en que tanto la captura como el seguimiento de la muestra atrapada puede realizarse a través de la fibra óptica, la cual manipula al nano-objeto de una forma muy simple y manejable, incluso en ambientes fuera del laboratorio de investigación.

Los expertos han asegurado que esta técnica abre un enorme abanico a nuevas direcciones en investigación que requieren de técnicas de manipulación no-invasivas de objetos extremadamente pequeños, como podrían ser moléculas o virus.

Según han destacado, es potencialmente atractivo para el campo de la medicina como una herramienta para comprender mejor los mecanismos biológicos detrás de la formación de enfermedades. Además, muestra ser una técnica prometedora en el contexto de las nanotecnologías para el ensamble de futuros dispositivos en miniatura, entre otras aplicaciones interesantes y de gran potencial.