В ИТМО создали наноструктуру для распознавания «спиралевидных» молекул с помощью закрученных волн света

Учёные ИТМО, Чжэцзянского университета и Физико-технического института имени А.Ф.Иоффе РАН создали метаповерхность, которая позволяет почти с 100% точностью разделить направления закрученности поляризованных волн света. Искусственное покрытие отражает закрученный в левую сторону свет и пропускает свет, закрученный вправо. Толщина структуры — несколько сотен нанометров, поэтому её можно использовать даже в самых высокотехнологичных электронных устройствах. Разработка ускорит процесс проведения медицинских анализов, упростит задачу детектирования «спиралевидных» молекул по типу ДНК, а также откроет новые возможности перед физиками-экспериментаторами. Результаты исследования были опубликованы в журнале Laser & Photonics Reviews.

Свет — это электромагнитные волны. Иными словами, колебания электрического и магнитного полей, у каждого из которых есть своё направление. Как изменяется это направление, обуславливает поляризация — физическое свойство, которое определяет вектор ориентации световой волны в пространстве. Если сравнить свет с волнами воды, то поляризация в этом случае будет показателем направления изменения её уровня.

Выделяют два основных «типа» поляризации: линейную и циркулярную. При линейной поляризации направление электрического поля меняется вдоль линии. Такая поляризация широко используется, например, в очках для водителей или горнолыжников. Циркулярная же поляризация характеризуется закрученностью электрического поля по спирали — по часовой стрелке или против. Она играет ключевую роль в процессах взаимодействия света с другим веществом. Например, молекулами ДНК,сахаром и такими препаратами, как левомицетин или ибупрофен. По форме они тоже напоминают спираль, поэтому активно взаимодействуют со светом циркулярной