Startup verwendet neuartige Materialien basierend auf plasmonischen Effekten

Ein Startup, das sich auf die Entwicklung neuartiger optischer Materialien konzentriert, hat letzten Monat 1 Million US-Dollar an Erstrundenfinanzierung von der Risikokapitalgesellschaft erhalten Quantum Wave Fund um seine Technologie im Frühstadium voranzutreiben. Nano-Meta-Technologien , mit Sitz in West Lafayette, Indiana, entwickelt Prototypen von Festplattenköpfen, die die Speicherdichte von Magnetplattenlaufwerken verbessern könnten, sowie Nanopartikel, die in lichtgetriebenen Krebstherapien verwendet werden könnten.

Winzige Antenne: Diese rasterelektronenmikroskopische Aufnahme zeigt eine Anordnung plasmonischer Nanoantennen aus Titannitrid.

Nano-Meta Technologies wurde aus den Labors der Purdue University von Vladimir Shalaev und Alexandra Boltasseva vergangenes Jahr. Das Unternehmen entwickelt nanostrukturierte Verbindungen, die Licht durch plasmonische Effekte konzentrieren können, um eine Hürde namens Beugungsgrenze zu überwinden, die die Auflösung von Lichtmikroskopen und Lithographie beeinflusst.

erstes Foto vom Schwarzen Loch

Linsen aus herkömmlichen Materialien können das Licht nicht auf einen Punkt fokussieren, der kleiner als die Hälfte seiner Wellenlänge ist. Wenn Licht jedoch auf eine geeignete Metalloberfläche fällt, wird ein Teil seiner Energie in Form eines Plasmons an die Oberfläche gekoppelt – ein Quantenteilchen der Plasmaschwingung. Plasmonen tragen Energie, können aber in einem viel kleineren physischen Raum eingeschlossen werden, als dies normalerweise mit Licht möglich ist.

In den letzten zehn Jahren haben Forscher mit den Möglichkeiten herumgespielt, die sich dadurch eröffnen. Im Bereich der Datenspeicherung beispielsweise können plasmonische Strukturen einen viel enger begrenzten Lichtstrahl erzeugen, der viel kleinere magnetische oder optische Bits lesen und schreiben kann. In der Medizin könnten Goldpartikel mit einem Durchmesser von nur zehn Nanometern verwendet werden, um Tumore zu schädigen, indem die Energie in Infrarotlicht konzentriert wird.

Shalaev und Boltasseva haben auf verschiedene Weise daran gearbeitet, plasmonische Effekte zu kontrollieren, nicht nur durch die Struktur und Chemie von Materialien. Boltasseva ( 2011 als TR35-Gewinner ausgezeichnet ) hat neue plasmonische Materialien entwickelt, darunter Titannitrid und Metalloxide, die chemisch abgestimmt werden können und mit bestehenden Herstellungsverfahren kompatibel sind.

Nano-Meta Technologies arbeitet derzeit an einem Prototyp eines Lese-Schreib-Kopfes für die magnetische Datenspeicherung, der für zukünftige Generationen der wärmeunterstützten magnetischen Aufzeichnung verkauft werden soll (siehe Funktionsweise der Terabyte-Per-Square-Inch-Festplatte von Seagate). Bei dieser Art der Datenspeicherung wird die Polarisation von Abschnitten auf dem Speichermedium umgedreht, indem das Material mit Laserlicht erhitzt wird. Da Speicherzellen zur Verbesserung der Speicherdichte miniaturisiert werden, benötigen Hersteller Lichtquellen, die immer schmalere Lichtstrahlen erzeugen können.

Ein weiterer Bereich, den das Unternehmen untersucht, ist die Krebstherapie. Metall-Nanopartikel können in die Blutbahn injiziert werden, damit sie sich in Tumoren anreichern. Wenn Kliniker diese Nanopartikel von außerhalb des Körpers mit der richtigen Wellenlänge des Lichts bestrahlen, erhitzen einige Plasmonenschwingungen sie und schädigen den Tumor. Wie stark sich die Nanopartikel erwärmen, lässt sich durch Veränderung ihrer Form steuern. Nanospektren Biowissenschaften aus Houston, Texas, verfügt bereits in frühen Jahren über Behandlungen auf Basis von goldbeschichteten Nanopartikeln klinische Versuche .

Die Ansätze, auf die sich Nano-Meta Technologies konzentriert, sind selbst im akademischen Umfeld relativ neu, aber das Unternehmen und der Quantum Wave Fund setzen darauf, dass die Zeit reif ist, sie in kommerzielle Anwendungen zu bringen. Wir glauben, dass es ein paar niedrig hängende Früchte gibt, sagt Sergei Kouzmine , Managing Partner beim Quantum Wave Fund.

Laut Kouzmine hofft der Fonds, in etwa drei Jahren eine gewisse Rendite in Form von Lizenzverträgen zu erzielen, aber das Unternehmen hat keine festen Fristen für die Produktentwicklung.

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