Массивы, спроектированные и испытанные доктором Несиа Дорхом во время его докторской диссертации в Бристольском университете, сделаны из алюминиевых наностержней, изготовленных с помощью электронно-лучевой литографии коммерческим партнером Kelvin Nanotechnologies. Наностержни шириной 50 нм и длиной 158 нм предназначены для резонансного усиления флуоресцентного излучения ряда загрязняющих веществ в воде, таких как дизельное топливо или триптофан.
Работа, опубликованная в Applied Optics, показывает шестикратное увеличение измеренного флуоресцентного излучения красителя.
Исследование также показывает, что, правильно спроектировав расстояние между элементами массива, можно получить сильно направленное флуоресцентное излучение, что позволит разработать высокоинтегрированные многоволновые датчики.
Работа выполнялась исследовательской группой профессора Мартина Крайана, входящей в группу исследований фотоники Департамента электротехники и электронной техники.
Проект был результатом сотрудничества с доктором Андреем Саруа из Физической школы в Бристоле и доктором Тахминой Аджмал из Университета Бедфордшира, которая ранее работала над проектом Aquatest в Бристоле.
Вместе они разработали прототип недорогой сенсорной системы на основе светодиодов, которую они планируют в дальнейшем развить в переносную развертываемую в полевых условиях систему для мониторинга качества воды.
Мартин Крайан, профессор прикладной электромагнетики и фотоники факультета электротехники и электроники Бристольского университета и соавтор статьи, сказал: «Массивы наноантенн, которые могут быть изготовлены с помощью более дешевых производственных технологий, таких как литография наноимпринтов. , может значительно повысить чувствительность, так что лабораторные измерения качества могут быть выполнены в полевых условиях. Это позволит развернуть удаленные беспроводные сенсорные сети для раннего предупреждения о загрязнении или постоянного мониторинга качества воды в чувствительных средах."
Д-р Дорх, в настоящее время являющийся научным сотрудником бристольской программы QTEC, является соучредителем стартапа FluoretiQ, разрабатывающего квантово-усиленные флуоресцентные датчики, которые помогут идентифицировать бактерии в течение нескольких минут, а не дней.
Группа профессора Крайана разрабатывает системы, которые могут сочетать мощность наноантенн с квантовыми сенсорами для дальнейшего повышения чувствительности.