El sensor de masses nanomecànic més sensible que mai s’ha construït

Redacció

Un equip liderat pel professor Adrian Bachtold de l'Institut Català de Nanotecnologia (ICN), ha fabricat i provat un sensor nanomecànic capaç de detectar canvis en la massa d’1,7 yoctograms (aproximadament la massa d’un protó), la qual cosa el converteix en el més sensible de tots els que existeixen actualment. El treball s’ha publicat a la revista Nature Nanotechnology.

El sensor és semblant a una corda de guitarra que vibra fins a una freqüència molt elevada (al voltant de 2 GHz), i permet mesurar la quantitat de massa mitjançant la comparació de la freqüència de ressonància del nanotub abans i després que s’hagi afegit massa addicional a la superfície del nanotub.

Després de la construcció del sensor, que consta d’un nanotub de carboni de 150 nanòmetres de llarg que creua una fossa d’una llargada similar, l’equip va realitzar diversos experiments de detecció de massa i de fixació. La realització d’aquests experiments no tan sols requereix un excepcional nivell de control per obtenir un nanotub prou net —cosa que s'aconsegueix mitjançant l'aplicació d'un corrent elèctric—, també requereix temperatures extremadament baixes (-269 ºC), un buit molt marcat (10-14 bar) i un entorn absolutament net de disrupció mecànica o soroll elèctric.

Bachtold i el seu equip no van limitar la fixació a una àrea específica del nanotub. L'objectiu de cara a treballs futurs és crear un únic lloc de retenció en el nanotub, que hauria de millorar el mesurament de la massa, concretament, a causa de la reducció de les fluctuacions en la freqüència de ressonància del nanotub.

Aquest sensor podria oferir noves possibilitats en camps com l'espectrometria de masses, la magnetometria, la nanometrologia i la ciència de superfícies.

A Nanomechanical Mass Sensor with Yoctogram Resolution (J. Chaste, A. Eichler, J. Moser, G. Ceballos, R. Rurali and A. Bachtold. Doi:10.1038/nnano.2012.42).