تحقیقات نوری جدید آزمایشگاه نانوفوتونیک (LANP) دانشگاه Rice نشان می‌دهد که ذرات بسیار ریز طلا موسوم به نانوستاره‌ها می‌توانند مانند حسگرهای بسیار قوی عمل کنند.
نانوستاره‌ها؛ حسگرهای بسیار حساس
تحقیقات نوری جدید آزمایشگاه نانوفوتونیک (LANP) دانشگاه ریس نشان می‌دهد که ذرات بسیار ریز طلا موسوم به نانوستاره‌ها می‌توانند مانند حسگرهای بسیار قوی عمل کنند.
نانوفوتونیک یکی از زمینه‌های مطالعاتی است که به سرعت در حال رشد است و به بررسی روش‌های تولید و دستکاری نور با استفاده از ساختارهای طراحی شده بسیار کوچک می‌پردازد. نانوستاره‌ها که به دلیل سطح تیز و گوشه دار خود به این نام مشهورند از ذراتی هستند که توجه به آنها در حال رشد است و به طور فزاینده‌ای توجه کارشناسان در LANP و سایر آزمایشگاه‌های فوتونیک را به خود جلب کرده‌اند.
Jason Hafner سر گروه تیم تحقیقاتی LANP و استادیار فیزیک، نجوم و شیمی دانشگاه Rice در این باره می‌گوید: هر چند در گذشته توجه عموم پژوهشگران فقط بر روی اندازه ذرات بود چرا که تغییر اندازه تنها راه مستقیم تغییر طول موج نوری بود که با یک ذره برهمکنش می‌کرد. اما امروز محققان شدیداً به مطالعه اشکال پیچیده و روش‌های ویژه‌ای علاقه‌مند شده‌اند، که این اشکال بر برهمکنش نور یا یک ذره تأثیر می‌گذارند.
بیشتر تحقیقات نانوفوتونیک در LANP شامل مطالعه پلاسمون‌ها- موج‌های الکترونی که شبیه یک سیال اطراف سطوح فلزی جریان می‌یابند- می‌شوند. نور می‌تواند برای تقویت موج‌های پلاسمون بر روی نانوذرات فلزی مورد استفاده قرار گیرد. پلاسمون‌های روی ذرات به طور چشمگیری به وسیله طول موج‌های نوری که با آهنگ موج‌های الکترونی متناسب باشد تقویت می‌شوند. مطالعه پلاسمونیک نیز یکی از زمینه‌های در حال رشد در فوتونیک است که می‌تواند در بسیاری از کاربردها در حسگرهای زیستی، میکروالکترونیک، شناسایی شیمیایی، فناوری پزشکی و … مفید باشد.
نانوستاره‌ها پاره‌ای از بهترین خواص ذرات فوتونیک مطالعه شده نظیر نانومیله‌ها و نقاط کوانتومی را به همراه دارند. برای مثال آنها پیک‌های طیفی قوی ایجاد می‌کنند که به آسانی با آشکارسازهای نسبتاً ارزان قابل شناسایی هستند. با وجود این، محققان LANP خواص بی‌نظیری را نیز کشف کرده‌اند. در نتیجه یک آنالیز مشکل روشن شد که هر زائده روی نانوستاره‌ها اثر طیفی یا امضای مخصوصی دارد.
آزمایش‌های مقدماتی نشان می‌دهند که این امضاها می‌توانند برای تشخیص جهت‌گیری سه بعدی یک نانوستاره استفاده شوند و احتمالات جدیدی برای حسگرهی مولکولی سه بعدی به وجود آورند.
Hafner می‌گوید: نانوستاره‌ها احتمالات هیجان‌آوری را ارائه می‌کنند. حساسیت فوق‌العاده زیاد آنها نسبت به یک محیط دی‌الکتریک موضعی، یک کیفیت بسیار جالب برای حسگرهای مولکولی است.
این محققان نتیج کار خود را در مجله NanoLetters به چاپ رساندند.
