ساختارهای نانوپوسته‌ای با خواص نوری منحصربه‌فرد

دانشمندانی از چهار دانشگاه آمریکا راهی برای استفاده از نانوپوسته‌های فعال‌شونده با نور، که در دانشگاه رایس کشف شده‌اند، به‌عنوان آجربنای ساختارهای دو و سه بعدی یافته‌اند که می‌تواند در حسگرهای شیمیایی، نانولیزرها و شبه‌موادهای عجیب و غریبی که جاذب نور هستند، مورد استفاده قرار گیرد.

دانشمندانی از چهار دانشگاه آمریکا راهی برای استفاده از نانوپوسته‌های فعال‌شونده
با نور را که در دانشگاه رایس کشف شده‌اند به‌عنوان آجربنای ساختارهای دو و سه بعدی
یافته‌اند که می‌تواند در حسگرهای شیمیایی، نانولیزرها و شبه‌موادهای عجیب و غریبی
که جاذب نور هستند، مورد استفاده قرار گیرد. این دانشمندان در حال استفاده از این
روش خودآرای شیمیایی جدید برای ساخت ساختارهای پیچیده جهت گیراندازی، نگهداری و خم‌سازی
نور هستند.

نانوپوسته‌هایی که به‌عنوان آجربنا در این مطالعه جدید استفاده شدند، حدود 20 برابر
از گولبول‌های قرمز خون کوچکتر هستند. از لحاظ شکلی آنها شبیه به توپک‌های بستنی
هستند با این تفاوت که روی آنها به جای شوکولات با طلا پوشیده شده است و در مرکز
آنها یک کره شیشه‌ای قرار دارد. این پژوهشگران با تغییر اندازه کره شیشه‌ای و ضخامت
پوشش طلایی می‌توانند نانوپوسته‌هایی بسازند که با طول موج خاصی از نور برهم‌کنش می‌کند.

 

 

4249.JPG

هپتامرهایی که شامل
هفت نانوپوسته هستند و دارای خواص نوری منحصربه‌فرد هستند.

 

پیتر نوردلاندر از دانشگاه رایس گفت: “ما از این روش برای ساخت یک ساختار
هفت نانوپوسته‌ای استفاده کردیم که منجر به ایجاد نوع ویژه‌ای از طرح
تداخلی به نام تشدید فانو می‌شود. این تشدیدها از اثرات تداخلی ویژه امواج
نوری ناشی می‌شوند و فقط در مواد مصنوعی ساخت بشر اتفاق می‌افتند. از
آنجایی که این هپتومرها خودآرا هستند می‌توانند نسبتاً به‌سادگی ساخته شوند
و این امر می‌تواند از لحاظ تجاری مهم باشد. ” به‌دلیل طبیعت منحصربه فرد
تشدیدهای فانو، این مواد جدید می‌توانند به‌گونه‌ای که هیچ ماده طبیعی نمی‌توانند
انجام دهد، نور را به دام بیاندازند، آنرا ذخیره کنند و در آن خمش ایجاد
کنند. نوردلاندر گفت که این مواد جدید برای ساخت حسگرهای شیمیایی و زیستی
فوق حساس ایدآل هستند. او گفت که حتی امکان دارد از آنها در ساخت
نانولیزرها و نیز مدارهای مجمتع فوتونیکی، که به جای الکتریسیته در آنها
نور جریان دارد، نیز استفاده شود. این روش جدید خودآرا در ساخت “تریمرها”
مغناطیسی سه نانوپوسته‌ای نیز استفاده شد.

نائومی هالاس که کمک زیادی در جهت توسعه کاربردهای زیست‌شناختی نانوپوسته‌ها،
مانند کاربردهای تشخیصی و کم خطر درمان سرطان، داشته است گفت: “نانوپوسته‌ها
پیش از این نیز در بین پرکاربردترین نانوذرات پلاسمونیکی بوده‌اند ولی الان
خاصیت جدید خودآرایی برای ساختارهای دو و سه بعدی نیز به‌سادگی به آنها
افزوده شده است.”

نتایج این تحقیق در مجله‌ی Science منتشر شده‌است.