En la Catedral de San Pablo de Londres, se puede escuchar un susurro a lo largo de la galería circular susurrante a medida que el sonido se curva alrededor de las paredes. Ahora, un resonador óptico en modo galería susurrante desarrollado por ingenieros eléctricos de Penn State puede girar la luz alrededor de la circunferencia de unpequeña esfera millones de veces, creando un sensor ultrasensible basado en microchip para múltiples aplicaciones.
"Los resonadores en modo galería susurrante, que son básicamente resonadores ópticos, se han estudiado intensamente durante al menos 20 años", dijo Srinivas Tadigadapa, profesor de ingeniería eléctrica. "Lo que la gente ha hecho es tomar una fibra óptica y tocar el extremo conun soplete. Cuando la fibra fundida se vuelve a condensar, forma una esfera en la punta. Se puede acoplar a una fuente de luz para hacer un sensor ".
Ese tipo de sensor consiste en esferas sólidas y no es compatible con los métodos de microfabricación, pero recientemente Tadigadapa y su equipo desarrollaron una forma innovadora de cultivar capas microesféricas de vidrio en chip con sensibilidades increíbles que potencialmente pueden usarse para movimiento, temperatura, presióno detección bioquímica.
Las esferas huecas de vidrio de borosilicato se soplan de cavidades cilíndricas selladas y presurizadas grabadas en un sustrato de silicio. Utilizando una técnica de soplado de vidrio, la oblea de vidrio delgado, a altas temperaturas y presión de vacío externa, forma una burbuja casi perfecta. Los investigadores crecieron matrices deesferas de 230 micras a 1,2 milímetros de diámetro con espesores de pared entre 300 nanómetros y 10 micrómetros.
"El fondo de la esfera se adelgaza hasta que es básicamente un agujero", dijo Tadigadapa. "Puedes poner la luz en el exterior de la esfera pero hacer toda la química en la cara interna de la concha. Puedes traercualquier analito que desee identificar, pero va en la superficie interna. Eso brinda muchas posibilidades. Puede realizar sensores químicos, sensores de vapor, sensores biofísicos, sensores de presión y sensores de temperatura realmente sobresalientes ".
Después de muchos intentos fallidos, el equipo descubrió que la clave para hacer un sensor de alta calidad es asegurarse de que el plano ecuatorial de la esfera, su centro, esté por encima de la superficie del chip.
Para comprender la calidad de sus esferas, el estudiante de doctorado de Tadigadapa, Chenchen Zhang, y el recién graduado de doctorado Eugene Freeman trabajaron con Alexander Cocking, un estudiante de doctorado en el laboratorio del experto en láser de Penn State, Zhiwen Liu, profesor de ingeniería eléctrica.
"Hacemos las burbujas y luego las llevamos al laboratorio del Dr. Liu para obtener los niveles de resonancia y realizar las mediciones", dijo Zhang, autor principal en un documento que describe su trabajo, que aparece hoy 2 de noviembre en Informes científicos , un diario de acceso abierto en línea. Este resultado tendrá una importancia particular para la detección biofísica de laboratorio en un chip para la detección de enfermedades, dijo Zhang. "O al agregar un recubrimiento de polímero en el interior de la burbuja, podría hacerun sensor de humedad realmente sensible "
Tadigadapa agregó: "Hay algunas posibilidades realmente emocionantes. Creo que generará un gran trabajo de seguimiento".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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