Совменная наука подходит все ближе к решению таких задач, как детекция одиночных молекул, определение спина уединенного электрона, измерение минимальных концентраций веществ. Исследователи Йельского университета изготовили уникальные кантилеверы, толщина которых сравнима с длиной волны видимого света. Их применение в современной фотонике поможет избежать использования электрических преобразователей и сложных и дорогих лазерных установок. Работа, опубликованная на веб-сайте журнала Nature Nanotechnology, может послужить фундаментом для создания сверхчувствительных приборов нового поколения.

Кантилеверы — основной тип чувствительных механических элементов в наноэлектромеханических системах (nanoelectromechanical systems, NEMS). Они представляют собой тончайшие волоски, прикрепленные одним концом к поверхности субстрата. При контакте той или иной молекулы с кантилевером последний изгибается. Как показали ученые Йельского университета, изменения механического состояния кантилевера можно регистрировать, калибровать, и таким образом использовать кантилевер в качестве детектора одиночных молекул.
Хонг Танг (Hong Tang) профессор электрического и механического машиностроения в Школе Инженерных и Прикладных Наук Йельского университета, говорит: «Разработанная нами система не имеет аналогов по чувствительности при комнатной температуре. До настоящего времени такой чувствительности можно было достичь только при сверхнизких температурах».

Ученые научились определять изменения в положении кантилевера величиной всего 0.0001 А (одна десятитысячная диаметра атома водорода) с помощью особой структуры, способной проводить световые волны вдоль кантилевера. Статья описывает также создание в одном волокне параллельного набора кантилеверов, проводящих свет различных длин волн. При изгибе волокна каждый кантилевер производит свой собственный «тон», что существенно расширяет возможности прибора при детекции одиночных молекул.

Важнейшей особенностью метода является использование в качестве источника света простых и дешевых светоизлучающих диодов. Их можно объединить в матрицу наподобие монитора ноутбука, и разместить их на миничипе, который стал бы прообразом нового класса приборов — нанооптомеханических детекторов.