石墨烯等离子超介质可使药检达单分子水平
奇点相位的超常性质是研究许多重要物理现象的关键,通过控制光相位,人们能造出“扭曲的”光子流,如光涡流结;打断相位使之分离,就会产生奇点光场。而等离子超介质经过恰当设计就会显出一种拓扑性,从而在其附近产生突然的相位改变。利用这一性质能造出一种等离子共振传感器,从根本上提高探测的灵敏度。
为了测试该设备,研究人员给一种等离子超介质涂了一层石墨烯,然后将氢气导入石墨烯上面,利用可逆的石墨烯氢化反应来测试其灵敏度。“石墨烯是用于检测分子灵敏性的最佳材料之一,可以很容易地把氢分子以可控的方式附着在上面。”格里乔科说,他们证明了该设备能探测到单个生物分子水平。通过验血可以检测人体内的毒素或药物,几分钟就能出结果,精确度比现有设备高出3个数量级。
研究人员指出,这一概念性论证结果提供了一种更简单的、可升级的单分子免标记生物感测技术,使药物检测更加快捷精确,可用于检查运动员是否服用了违禁药物以及机场或机密要地的安检,预防恐怖分子藏匿爆炸物、不法商贩走私药物等,还可能探测人们感染了哪种病毒。
格里乔科说,奇点光学是一门新兴学科,研究的是光在超常相位的性质,他们的成果显示了这一学科在实际应用方面的巨大价值。这只是个开始,它可能对药物与病毒探测、安全检查等产生深远影响。
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