ICFO inventa las nano-pinzas ópticas

Los investigadores del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), instituto universitario de búsqueda adscrito a la Universitat Politèncica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC), han inventado unas nano-pinzas ópticas capaces de atrapar y mover un nano-objeto en tres dimensiones utilizando sólo la fuerza de la luz.

A medida que avanza la ciencia y la tecnología, los científicos buscan nuevas herramientas para manipular, observar y modificar los ‘bloques constituyentes’ de la materia a escala nanométrica. Teniendo esto en cuenta, la reciente publicación en la revista Nature Nanotechnology, en la que investigadores del ICFO demuestran por primera vez la capacidad de utilizar pinzas ópticas de campo cercano para atrapar un objeto de medida nanométrica y manipularlo en tres dimensiones de espacio, es un logro de gran importancia. Romain Quidant, profesor de ICREA y responsable del grupo de búsqueda de Nano-Óptica de Plasmons en ICFO, explica que “esta técnica podría revolucionar el campo de la nanociencia ya que, por primera vez, hemos demostrado que es posible atrapar, manipular en 3D y liberar un solo nano-objeto sin ejercer ningún contacto mecánico o ninguna otra acción invasiva”.

El concepto de captura óptica, inventado en los Laboratorios Bell durante la década de los 80, demostró ser una herramienta de gran capacidad para atrapar y manipular pequeños objetos de dimensiones micrométracias utilizando luz láser. Por medio de la incidencia de esta luz láser a través de una lente, es posible enfocar la luz en un pequeño punto, creando una fuerza de atracción a causa de su intensidad, y así atraer el objeto o espécimen y mantenerlo en el lugar del enfoque.

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

Recientemente, los investigadores de ICFO han conseguido dar un paso crucial al implementar el concepto de nano-pinzas plasmónicas en el extremo de una fibra óptica móvil, nano-fabricada con una apertura de oro con forma de corbata de lazo. A través del uso de este concepto, los científicos han demostrado la captura y el desplazamiento 3D de muestras muy pequeñas, de pocas decenas de nanómetros, utilizando un láser no-invasivo con una intensidad extremadamente pequeña. El gran potencial que presenta esta técnica es que tanto la captura como el seguimiento de la muestra atrapada puede hacerse a través de la fibra óptica, que manipula el nano-objeto de una forma muy simple y manejable, incluso en ambientes fuera del laboratorio.