Para ilmuwan di Chalmers University of Technology di Swedia telah menciptakan platform optik sederhana menggunakan serpihan emas dalam air garam untuk memvisualisasikan gaya kuantum dan elektrostatik pada skala nanos. Gaya-gaya ini, yang digambarkan sebagai 'lem tak terlihat alam', mengikat objek kecil dan dapat memberi informasi kemajuan dalam biosensor, obat-obatan, dan bahkan pembentukan galaksi. Teknik ini mengungkap interaksi melalui pola cahaya berwarna yang diamati di bawah mikroskop.
Peneliti di Chalmers University of Technology telah mengungkapkan metode berbasis cahaya untuk mengamati gaya halus yang mengatur interaksi pada skala terkecil. Dengan menggantung serpihan emas mikroskopis dalam larutan garam dan menempatkan tetesan pada pelat kaca berlapis emas, serpihan-serpihan tersebut tertarik ke permukaan tetapi berhenti pada jarak nanometer, membentuk rongga kecil yang menjebak cahaya dan menghasilkan warna-warna cerah seperti merah, hijau, dan emas.
Mahasiswa doktoral Michaela Hošková, dari Departemen Fisika, menjelaskan pengaturan tersebut: "Apa yang kita lihat adalah bagaimana gaya fundamental di alam berinteraksi satu sama lain. Melalui rongga-rongga kecil ini, kita sekarang dapat mengukur dan mempelajari gaya yang kita sebut 'lem alam' -- apa yang mengikat objek bersama pada skala terkecil. Kita tidak perlu campur tangan dalam apa yang terjadi, kita hanya mengamati gerakan alami serpihan-serpihan itu."
Platform ini menyoroti keseimbangan antara efek Casimir, gaya kuantum yang menarik serpihan lebih dekat, dan tolakan elektrostatik dari partikel bermuatan dalam larutan garam. Serpihan emas, sekitar 10 mikrometer ukurannya, menciptakan rongga 100-200 nanometer, memungkinkan perakitan mandiri. Dengan menyesuaikan salinitas dan memantau pergeseran warna melalui spektrometer, peneliti mengukur gaya-gaya ini.
Pekerjaan ini dibangun atas empat tahun penelitian di kelompok Profesor Timur Shegai, berkembang dari penemuan resonator serpihan emas yang dirakit sendiri. "Metode ini memungkinkan kita mempelajari muatan partikel individu dan gaya yang bekerja di antara mereka. Metode lain untuk mempelajari gaya ini sering memerlukan instrumen canggih yang tidak dapat memberikan informasi hingga tingkat partikel," catat Shegai.
Aplikasi potensial mencakup fisika, kimia, dan ilmu material, menawarkan wawasan tentang stabilitas partikel dalam cairan untuk obat-obatan, biosensor, filter air, dan kosmetik. Hošková menambahkan, "Gaya pada skala nanos memengaruhi bagaimana material atau struktur berbeda dirakit... kita dapat memperoleh wawasan tentang bagaimana prinsip yang sama mengatur alam pada skala yang jauh lebih besar, bahkan bagaimana galaksi terbentuk."
Temuan ini muncul dalam Proceedings of the National Academy of Sciences dengan judul "Casimir self-assembly: A platform for measuring nanoscale surface interactions in liquids," ditulis oleh Hošková, Oleg V. Kotov, Betül Küçüköz, Catherine J. Murphy, dan Timur Shegai.