Ett internationellt team, ledd av Swinburne-forskare, har utvecklat en ultratunn guldfilm med nanostruktur – eller metayta – med potential att revolutionera nästa generations bioavkännande chips.

Den nya metaytan skulle kunna användas för att skapa ett extremt känsligt diagnostiskt chip för att upptäcka sjukdomar i små mängder kroppsvätskor.

Forskarna, leds av grundare av Center for Translational Atomaterials, Professor Baohua Jia och chef för det icke-linjära fysikcentret vid Australian National University (ANU), Professor Yuri Kivshar utvecklade nyligen metaytan, som är kapabel till stark ljus-materia-interaktion med högre känslighet.

Forskningsgenombrottet har rapporterats som omslagsartikel i tidskriften Nanobokstäver , en månatlig peer-reviewed vetenskaplig tidskrift publicerad av American Chemical Society.

Metaytan består av en rad stående dubbelpelare metamolekyler som stödjer starka mörka resonanser eller elektromagnetiska konfigurationer som kan "fånga" ljusenergi och hindra den från att fly. När de mörka lägena är upphetsade, strukturen "klämmer" in ljus i pelarnas spetsar.

"När metaytan är upplyst av ljus i vissa specifika sneda vinklar, mörka lägen kan upphetsas och de kan "fånga" all energi av infallande ljus, leder till de högsta fältförbättringarna vid pelarnas spetsar, säger första författaren till tidningen och Swinburne doktorand Yao Liang.

"Eftersom läget är instängt och klämt, fältet blir så högt att en ultrahög kvalitetsfaktor, den så kallade Q-faktorn som används för att beskriva hur väl enheten kan fånga ljuset i enheten, kan uppnås, " säger medförfattaren ANU Ph.D.-kandidat Kirill Koshelev.

Den starka ljusfältsförbättringen i det infraröda molekylära fingeravtrycksvåglängdsområdet har många tillämpningar.

"Till exempel, det skulle kunna användas för att bygga ett ultrakompakt och extremt känsligt diagnostiskt chip som kan upptäcka sjukdomar i små prover av blod eller saliv, hjälpa människor att övervaka sin hälsa i realtid, " säger medförfattare från South China Normal University, Dr Fengchun Zhang.

Genombrottet visar stor potential för andra applikationer som ultrasnabb värmeavbildning och kvantemitter.