Группа ученых из Манчестерского университета (Великобритания) изготовила метаматериал, резонирующий при взаимодействии с излучением определенной частоты. Добавление на его поверхность даже незначительного количества постороннего вещества приводит к значительному изменению отражающей способности. Это позволило зарегистрировать присутствие порядка 10-15 грамм вещества на квадратный миллиметр поверхности.

Чтобы получить столь резкое изменение в количестве отраженного света, исследователи работали с излучением очень низкой интенсивности: при малом общем количестве фотонов падение отражающей способности даже на незначительном участке поверхности способно привести к значительному скачку интенсивности отраженного света относительно падающего.

В качестве материала детектора была использована стеклянная пластина с нанесенными на неё золотыми наноточками и покрытая гидрированным графеном. Такой метаматериал оказался чувствительным только к излучению определенной длины волны, падающему под углом 69°. В зависимости от количества атомов водорода, оказавшихся на чувствительной поверхности, изменялась длина волны отраженного излучения.

Чтобы показать применимость методики не только для обнаружения атомов водорода, но и для более практических целей, авторы работы заменили графен на карбоксилат, смешанный с биотином (известным как витамин B7 и имеющим особо сильное сродство к бактериальному белку стрептавидину). Это позволило обнаружить от 1 до 4 молекул стрептавидина на одну золотую наноточку.