Molekula baten barruan argiarekin begiratzen

Txinako Zientzia eta Teknologia Unibertsitateko (USTC) ikertzaileek zuzendutako ikerlan batean, zeinean laguntzaile izan baita Javier Aizpurua, DIPCko eta Materialen Fisikako Zentroko (CSIC-UPV/EHU) ikertzailea, lehenbiziko aldiz lortu da molekula organiko bakar bat identifikatzea eta ikustea, nanometro erdiko bereizmenez, argia erabilita. Lan honetan parte hartu duen Javier Aizpuruaren hitzetan: "Gai izan gara molekula bakar baten "barruan" begiratzeko eta zer espezie den identifikatzeko, argia besterik erabili gabe". Lortutako emaitzak, Nature aldizkari ospetsuan publikatzea merezi izan du, non bere garrantzia nabarmendu duten.

Argi ikusgaia uhin elektromagnetiko bat da, uhin-luzera bi mutur hauen tartekoa duena: argi urdinaren 400 nanometroetatik (nm) argi gorriaren 750 nm-etara. Difrakzio-muga deritzona dela eta, ez dago argiaren bitartez zuzenean "fotografiatzerik" erabiltzen den uhin-luzeraren erdia baino gutxiagoko tamaina duten gauzak; hau da, 200 nm baino gutxiagokoak. Muga hori gainditzeko, azken urteetan nanofotonikako espezialistek metal-partikulak erabili dituzte: antena optiko oso txiki gisa jokatzen dute, eskala nanometrikoan ikusgai den espektroaren argia kontzentratuz eta handituz. Baina teknika horrek ere baditu bere mugak eta zailtasunak objektu nanometrikoak ebazteko.

Inoiz ez bezalako bereizmen optikoa

Zhenchao Dong doktoreak zuzentzen duen USTCko optoelektronikako taldeak orain arteko muga guztiak gainditu dituzte ikerketa honetan. Bi teknika esperimental konbinatuz lortu dute lehenbizikoz argiarekin "fotografiatzea", nanometrotik beherako eskalan, molekula organiko bakartu bat. Orain arte, inoiz lortu gabea zen bereizmen optiko hau lortzeko, konbinatu egin dira tunel-efektuko mikroskopia (STM) -huts ultrahandiko kondizioetan eta tenperatura baxuan- eta gainazaleko Raman espektroskopia handitua, mikroskopioaren muturreko barrunbean kokatutako molekularen gain.

Mikroskopioaren muturra molekularen gainetik pasatzen denean, puntu bakoitzean emititutako Raman seinaleak aukera ematen du molekularen bibrazio-arrastoa identifikatzeko, halako moldez non, molekularen "barruan" begiratzeaz gain, zer molekula den identifikatu ere egin baitaiteke aldi berean. Javier Aizpuruak azaltzen duenez, "molekularen 'barruan' begiratzea eta haren hatz-markak hartzea bezala da".

Bereizmen-maila hori, orain artean, elektroiak zunda gisa erabilita bakarrik lortu ahal izan da, baina oraingo ikerketan argi ikusgaiaren fotoiek lortzen dute molekula bat identifikatzeko miraria, egundaino ezagutu diren difrakzio-muga optiko guztiak gaindituta.

Lan honen emaitzek bidea irekitzen dute molekulak zuzenean identifikatzeko haien kontzentrazioa oso txikia denean, eta baita molekula bakartu bat identifikatzera iristeraino. Aukera horrek aplikazio teknologiko asko ahalbidetu dezake: besteak beste, biosentsonikan, molekula-kateak analizatzeko; segurtasunean, substantzia arriskutsuak detektatzeko; edo osasun publikoan, elikagaien kalitatea kontrolatzeko.