FTMC Lazerinių technologijų skyriaus Plazmonikos ir nanofotonikos laboratorijos mokslininkai dokt. Kernius Vilkevičius ir dr. Evaldas Stankevičius, bendradarbiaudami su UAB „Optomenas“, naudodami lazerines technologijas sukūrė hibridinį plazmoninį jutiklį.
Šis itin jautrus prietaisas, kurio jautrumas siekia 800 nm/RIU, efektyviai reaguoja į aplinkos lūžio rodiklio (kuris nurodo, kaip šviesa ar kita elektromagnetinė banga sklinda per medžiagą) pokyčius – todėl yra puikus įrankis mažoms įvairių molekulių koncentracijoms matuoti, taip pat naudoti aplinkos stebėsenai ar cheminėje analizėje.
„Jutiklio veikimas paremtas atspindžio nuo aktyviosios prietaiso zonos matavimu. Atspindžio spektruose stebimi plazmoniniai rezonansai (staigūs atspindžio sumažėjimai) yra itin jautrūs aplinkos terpei ir jos lūžio rodikliui, o šiam keičiantis, rezonanso smailės vieta spektre taip pat kinta“, – pasakoja vienas iš jutiklio kūrėjų dokt. Kernius Vilkevičius.
Žemiau pateikiami atspindžio spektrai s- ir p- poliarizuotai šviesai, krentančiai į jutiklį 15 laipsnių kampu ore, vandenyje ir skirtingų koncentracijų glicerolio (tiršto permatomo skysčio) tirpaluose. Remiantis išmatuotu smailės poslinkiu, galima nustatyti, ar ties jutiklio paviršiumi yra tiriamų molekulių bei apskaičiuoti jų koncentraciją.
(Jutiklio principo veikimo demonstracija. Dokt. K. Vilkevičiaus ir dr. E. Stankevičiaus / FTMC iliustracija)
Jutiklis hibridiniu vadinamas dėl kelių priežasčių. Pirmiausia, šis prietaisas sudarytas iš dviejų metalų – sidabro ir aukso – dangos. Antra – jutiklio aktyvioji zona lazeriniu būdu sudaryta iš darinių (specialių „gumbelių“), kurie pasižymi hibridine plazmonine moda – tam tikra paviršine elektromagnetine banga, kuri papildomai sustiprinama ties kiekvienu periodiškai išdėstytu dariniu.
„Todėl sumažėja elektromagnetinės bangos sklidimo nuostoliai ir prailginamas jos sklidimo nuotolis. Ilgesnis sklidimo nuotolis leidžia paviršinei elektromagnetinei bangai sąveikauti su didesniu molekulių kiekiu ant paviršiaus, todėl hibridine plazmonine moda pasižymintys jutikliai yra jautresni ir gali aptikti mažesnius molekulių kiekius bei užtikrinti stabilesnį ir tikslesnį atsaką“, – sako vienas iš jutiklio autorių dr. Evaldas Stankevičius.
(Hibridinis plazmonis jutiklis. Dokt. K. Vilkevičiaus ir dr. E. Stankevičiaus / FTMC nuotrauka)
Pasak mokslininko, hibridinis plazmoninis jutiklis buvo išbandytas su skirtingomis glicerolio koncentracijomis:
„Tyrimo metu buvo patvirtinta, kad net ir esant nedideliam skysčio lūžio rodiklio pokyčiui (mažesniam nei viena tūkstantoji), stebimas rezonanso poslinkis.
Ateityje planuojame sukurtą jutiklį išbandyti specifinių baltymų aptikimui, kurie susiję su vėžio ar kitų ligų diagnostika. Be to, sieksime pagerinti sukurto jutiklio jautrumą ir stabilumą naudodami įvairias dangų kompozicijas ir optimizuodami darinių išdėstymą.“
Padėka: Finansavimą jutiklio kūrimui skyrė Lietuvos mokslo taryba (LMTLT), sutarties Nr. TPP-23-14. Projektas įgyvendintas bendradarbiaujant su OPTOMAN.
FTMC informacija
