Оптические наносенсоры и фоточувствительные наноструктуры. Инженерия наносенсоров для биомедицинских приложений с учетом экситон-плазмонных взаимодействий

grgu_admin - пт, 01/17/2020 - 10:32
Цели и задачи: 

Разработать методики создания наносенсоров, основанных на плазмонном усилении испускания и рассеяния света для применения в биомедицинских приложениях.

Решаемые задачи:

Для достижения указанной цели предполагается решить следующие основные задачи:

  1. получить новые знания о взаимодействии оптического излучения с молекулярными, микро- и нанокристаллическими (экситонными) объектами в слоистых металло-полупроводниково-диэлектрических многослойных наноструктурах различной топологии в условиях квантовых размерных эффектов и формирования локализованных плазмон-поляритонов;
  2. апробировать условия эффективного возбуждения плазмофоров;
  3. использовать полученные новые знания и условия эффективного возбуждения плазмофоров для создания наносенсоров.
Актуальность (решаемые проблемы): 

Разрабатываемая проблема соответствует новейшим тенденциям в развитии ультрачувствительных методов анализа на основе метало-диэлектрических и полупроводниковых наносенсоров. Она также соответствует крупному направлению в современной фотонике: разработке основ коллоидной оптоэлектроники, которое может в ближайшие десятилетия составить серьезную конкуренцию традиционной твердотельной фотонике и оптоэлектронике. Необходимы новые знания о взаимодействии оптического излучения с молекулярными, микро- и нанокристаллическими объектами в слоистых металло-полупроводниково-диэлектрических многослойных наноструктурах  («сэндвич»-структуры) различной топологии в условиях квантовых размерных эффектов и формирования локализованных плазмон-поляритонов.

Краткое описание создаваемой научно-технической продукции: 

Новое понимание физических процессов, происходящих при экситон-плазмонных взаимодействиях; интерпретация усиления сигнала вторичного излучения адсорбированных экситонных систем вблизи плазмонных структур («горячие точки») с использованием теории «одетого фотона»; микрорезонаторная ячейка на основе комбинации плазмонных пленок для увеличения уровня оптического отклика биомолекулярных объектов.

Область применения результатов НИОКР: 

Нанотехнологии, нанофотоника, молекулярная спектроскопия.

Технические преимущества по отношению к лучшим отечественным и зарубежным аналогам: 

В отличие от известных аналогов в разрабатываемой методике применяется уникальная технология использования плазмофоров для исследования микротомных срезов биопсии тканей с разным типом патологии.

Экономические преимущества: 

За счет высокой производительности и малой затратности разрабатываемого экспресс-метода диагностики, себестоимость анализов, проводимых с его помощью, уменьшится более чем в 1,5 - 2 раза.

Потенциальные потребители создаваемой научно-технической продукции: 

Научно-исследовательские лаборатории, медицинские учреждения, а также учреждения высшего образования, занимающие разработками в области нанофотоники.

Контактная информация: 

Учреждение образования "Гродненский государственный университет имени Янки Купалы"
Стрекаль Наталья Дмитриевна
моб.: +375 33 686 46 00
e-mail: nat@grsu.by