Sopečnou lávu, kouř z požárů, automobilové výfukové plyny a toner do tiskárny spojuje to, že jsou zdrojem ultrajemných částic (UFP — ultrafine particle). Jde o nanočástice, jejichž velikost je menší než 100 nm a které při vdechování představují značná zdravotní rizika. Kvůli jejich nepatrné velikosti je takové nanočástice obvykle velmi obtížné detekovat bez sofistikovaného, objemného a drahého zařízení. Tým nizozemské techniky Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) vyvinul technologii, která je díky ultracitlivému fotonickému krystalu schopná detekovat jednotlivé nanočástice až do velikosti 50 nm. Vedoucí výzkumu Arthur Hendr iks vysvět luje, že když se ultrajemné částice dostanou do plic, mohou absorbovat toxiny, které vdechujeme v prostředí. Toxiny se pak kumulují v těle. Proto je nutné monitorovat kvalitu ovzduší a případně detekovat přítomnost takových nanočástic. V dnešní době je značnou komplikací nutnost používat masivní a nákladné vybavení. Podle Hendrikse by velmi pomohla snadno přenosná, přesná a hlavně levná zařízení, s nimiž by bylo možné detekovat ultrajemné částice v každodenním životě, v továrnách, nemocnicích, úřadech, školách a na dalších místech, kde takové částice mohou ohrožovat lidské zdraví. V současné době se prosazují praktické a levné senzory typu „laboratoř na optickém vláknu“ (lab-on-fiber). Tato technologie je ale vhodná pro detekci objektů velikosti buněk (tedy cca 1 000× větší než nanometrové měřítko), nikoliv pro nanočástice. V Eidhovenu vyvinuli nanofotonický senzor založený na fotonickém krystalu s periodicky se opakující strukturou, která může odrážet světlo ve všech směrech. Do krystalu se pak „přidá“ vada známá jako dutina fotonického krystalu nebo zkráceně PhCC (photonic crystal cavity). PhCC umožňuje zachycení světla v krystalu na delší dobu. Hendriks říká: „V podstatě jde o něco, čemu říkáme Q-faktor, což je míra toho, jak dobře může být světlo zachyceno v defektu v průběhu času. V našem případě je světlo omezeno na malý objem, který je pod 1 μm3.“ Vědcům se podařilo umístit PhCC na špičku vlákna pomocí metody vyvinuté skupinou Andrey Fioreho již v roce 2020. Když se malá částice přiblíží k PhCC v krystalu, naruší dutinu změnou jejího indexu lomu. Malá částice změní vlnovou délku zachyceného světla v dutině a tuto změnu už lze změřit. /sm/
