Древний Рим помог создать наносенсор

Американскими физиками было предложено использовать технологии изготовления цветного стекла, применяемые римлянами в начале IV века нашей эры, чтобы создать химические сенсоры и диагностику заболеваний.

Авторы исследования создали химический сенсор, который представляет собой пластиковую пластинку с миллиардом наноразмерных отверстий. На стенках каждого отверстия есть наночастицы золота и серебра, поверхностные электроны. Они выполняют центральную роль в процессе детекции.

При условии связывания определенного вещества внутри отверстий, на поверхности наночастиц изменяется резонансная частота плазмонов, которые представляют собой квазичастицы, отражающие колебания свободных электронов в металле. Такой процесс приводит к изменению длины волны света, который проходит через пластинку. Данный метод напоминает поверхностный плазмонный резонанс (SPR). Однако в отличие от него, он приводит к более значительному сдвигу длины волны света, который составляет примерно 200 нанометров. Для обработки сигнала не требуется сложное оборудование, что дает возможность детектировать связывание вещества невооруженным глазом.

Ученые разработали устройство химического детектора, вдохновившись необычными свойствами римского Кубка Ликурга, хранящегося в Британском музее. Предмет истории сделан из стекла, при этом с добавлением порошка наноразмерных частиц золота и серебра. В отраженном свете кубок выглядит зеленым, а вот в проходящем - красным. Ученые объяснили, что наночастицы металла влияют на длину волны света в зависимости от того, какой угол его падения.

Кубок Ликурга изготовлен из цельной стеклянной чаши. На ее поверхности при помощи гравировки был создан горельеф, который изображает фракийского царя Ликурга, опутанного лозой винограда. Согласно мифическому сюжету, царя настигли несчастья, отраженные в сюжете рельефа, за то, что он не оказал должного уважения Дионису. Искусствоведы заметили необычные свойства кубка в 50-х годах XX века. А уже в 1990 году ученые объяснили изменения поведением наночастиц металла.