Наночастицы повсюду. Они находят широкое применение в биомедицине, сенсорах, преобразовании энергии и промышленных процессах. Но наночастицы также могут иметь негативные последствия, например, загрязняя окружающую среду, а также создавая дефекты в электрических и фотонных цепях.
Существует острая необходимость в их характеристике и понимании. Самые маленькие наночастицы особенно трудно обнаружить с помощью обычных световых микроскопов. Они не флуоресцируют под ультрафиолетовым светом и рассеивают слишком мало света, чтобы выделяться.
Исследователи из Университета Твенте разработали новый оптический метод, позволяющий сделать видимыми чрезвычайно малые металлические наночастицы размером всего 1,8 нанометра. Это меньше, чем большинство вирусов, и почти в 100 000 раз тоньше человеческого волоса. Там, где обычно требуются дорогие электронные микроскопы, эта новая методика работает с относительно простой установкой, без сложных этапов подготовки. Исследование [опубликовано](https://www.nature.com/articles/s41467-025-63380-8) в Nature Communications.
Как это работает?
Исследователи разработали технику, позволяющую «увидеть» невероятно крошечные металлические частицы, создав крошечную полость между золотой плёнкой и золотой наночастицей. Затем они поместили нанообъект в эту полость.
«Эта структура — по сути, золотой нано-сэндвич», — говорит первый автор и исследователь из Университета Твенте Мохаммадреза Агхадее. Когда свет попадает в эту полость, он отражается и взаимодействует с крошечным нанообъектом. Это взаимодействие настолько усиливает световой сигнал, что крошечную частицу наконец можно увидеть.
Этот трюк работает благодаря физическому явлению, называемому сильной связью, когда свет и материя обмениваются энергией так быстро и эффективно, что ведут себя как единая новая система. Результат — уникальный отпечаток в световом сигнале, который указывает на присутствие крошечной частицы.
Поскольку метод не зависит от флуоресцентных меток или красителей, его можно применять во многих областях, таких как ранняя диагностика заболеваний с помощью наноразмерных биомаркеров или экологические датчики, которые обнаруживают загрязнители до их распространения. Агхадее утверждает: «Возможно, мы также сможем использовать его для проверки микросхем и электроники, чтобы выявлять наноразмерные дефекты на ранней стадии».
Предоставлено: [Университет Твенте](https://phys.org/partners/university-of-twente/)