Американские физики предложили использовать технологии изготовления
цветного стекла, которые применяли римляне в начале IV века на шей эры,
для создания химических сенсоров и диагностики заболеваний. Исследование
технологии опубликовано в журнале Advanced Optical Materials, кратко о ней пишут Smithsonian и Forbes.
Созданный авторами химический сенсор представляет собой пластиковую
пластинку, в которой проделано около миллиарда наноразмерных отверстий.
Стенки каждого отверстия несут наночастицы золото и серебра,
поверхностные электроны которых играют центральную роль в процессе
детекции.
При связывании того или иного вещества внутри отверстий, резонансная частота плазмонов
(квазичастица, отражающая колебания свободных электронов в металле) на
поверхности наночастиц изменяется, что приводит к изменению длины волны
проходящего через пластинку света. Метод напоминает поверхностный плазмонный резонанс (SPR),
но, в отличие от него, приводит к гораздо более значительному сдвигу
длины волны света — около 200 нанометров. Обработка такого сигнала не
требует сложного оборудования, поэтому связывание вещества можно
детектировать даже невооруженным глазом.
Чувствительность сенсора к разным типам веществ (в том числе и тем,
наличие которых имеет диагностическое значение в медицине)
обеспечивается иммобилизацией на поверхности отверстий специфических
антител.
Устройство химического детектора было, по словам ученых, подсказано
им необычными свойствами хранящегося в Британском музее римского Кубка
Ликурга. Сделанный из стекла с добавлением порошка наноразмерных частиц
золота и серебра, кубок выглядит зеленым в отраженном свете и красным — в
проходящем. Это объясняется тем, что наночастицы металла изменяют длину
волны света в зависимости от угла его падения. Исходя из этого, авторы
решили назвать устройство «матрицей наноразмерных ликурговых чаш»
(nanoscale Lycurgus cup arrays — nanoLCA).
Кубок Ликурга выполнен
из цельной стеклянной чаши, на поверхности которой с помощью гравировки
создан горельеф, изображающий фракийского царя Ликурга, опутанного
виноградной лозой. Несчастья, часть которых отражена в сюжете рельефа,
настигли царя после того, как он не оказал должного уважения Дионису и
его спутникам. Необычные свойства кубка искусствоведы заметили в 50-х
годах XX века, а о том, что они объясняются поведением наночастиц
металла, ученые выяснили в 1990 году.