|
دانشمندان اخیراً کشف کردند که شکل، رنگ و خواص نوری نانوذرات نقره را می‌توان ظرف
چند دقیقه با روشی آسان و ارزان کنترل کرد. با تطبیق pH نانوذرات معلق در محلول، می‌توان
به‌آسانی نانومنشورهای نقره را به نانوصفحه (Nanodisc) تبدیل کرد. این امر می‌تواند
خواص پراش نور ذرات را برای کاربردهای ممکن افزایش دهد. (این کار در شماره ماه
جولای مجلهNanotechnology به چاپ رسید).
این دانشمندان نشان دادند که چگونه محلولی با اسیدیته بیشتر، می‌تواند طول موج پیک‌های
جذبی نانوذرات نقره را کاهش داده، به بهبود سازوکار افزایشی پراش رامان سطحی(SERS)
بینجامد.
دانشمندان امیدوارند بتوان با این کار برای حسگرهای زیستی، فیلم‌های نانوذره‌ای
ساخت. این کار در درک سازوکار انتقالات ریخت‌شناسی نانوساختارها با تغییر محیط
اطرافشان، و در ساخت زیست‌حسگرها یا فیلم‌های نانوساختار حسگر با اشکال مختلف و
استفاده از روش‌های معین اهمیت زیادی دارد.
دانشمندان تحقیقات خود را با گروهی از نانوذرات نقره شروع کردند که به شکل منشور و
میانگین لبه هر کدام از آنها ۴۸ نانومتر بود و در زیر میکروسکوپ نیروی اتمی به رنگ
آبی تیره دیده می‌شدند. وقتی آنها زیرلایه کوارتز دربرگیرنده نانومنشورها را در۰/۵
pH= و به مدت ۵ دقیقه وارد محلول کردند، پیک‌های جذبی از ۸۰۰ نانومتر به ۵۰۰
نانومتر جابه‌جا شدند و رنگ محلول به ارغوانی پررنگ تغییر پیدا کرد. وقتی همین عمل
برای۲/۲ pH= انجام شد، پیک جذبی به طول موج ۴۳۲ نانومتر کاهش یافت و محلول زرد رنگ
شد.
پژوهشگران از مشاهده اینکه نانومنشورهای نقره همزمان با کاهش pH به کمتر از۶ ،
به‌تدریج به نانوصفحه‌های کوچک تغییر شکل دادند، شگفت‌‌زده شدند. آنها این تغییر
شکل را مربوط به افزایش یون‌های هیدروژن موجود در محلول اسیدی دانستند.
یون‌های هیدروژن به‌صورت عامل‌های خورنده عمل می‌کنند و دائماً لبه‌های تیز منشور
را می‌خورند تا در نهایت به‌صورت صفحه‌های مدور دربیایند. هر چه pH کمتر شود،
توانایی خوردگی و سرعت تبدیل منشور به صفحه بیشتر می‌شود. صفحات تشکیل‌شده با قطر
۳۵ و ضخامت ۲۰ نانومتر، از منشورها کوچک‌تر بوده، سبب می‌شوند که فاصله بین
نانوذرات در محلول‌هایی که pH کمتری دارند، بیشتر شود.
یکی از کاربردهای کنترل شکل و رنگ در اندازه نانو که دانشمندان بیان کرده‌اند،
افزایش اثرات SERS است؛ از آنجا که SERS قادر به پراکندگی نور در طول موجهای مختلف
را دارد، در کاربردهایی مثل تجزیه مواد و تقویت ارتباطات تلفنی مورد استفاده قرار
می‌گیرد. دانشمندان برای افزایش SERS ، از خاصیت تشدید پلاسمون موضعی نانوذرات در
تقویت میدان الکترومغناطیسی موضعی ـ که اثر الکترومغناطیسی نامیده می‌شود ـ استفاده
کردند. توانایی کنترل شکل نانوذرات، به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا به طول موج تحریک
مورد نیاز برای بهینه کردن این اثر برسند.
زیرلایه‌های ناهمسانگرد نانوذره‌ای فلزات نجیب نسبت زیرلایه‌های نانوذره‌ای که
کروی‌شکلند، بهتر می‌توانند SERS را افزایش دهند. این نتایج روش ساده‌ای را برای
ساخت SERS حساس فراهم می‌کند. این موفقیت نه تنها در کاربردهای زیست‌حسگر SERS ؛مثل
تشخیص پروتئین و DNA استفاده می‌شود، بلکه برای حسگرهای شیمی و آشکارسازی
مولکول‌های شیمیایی کوچک نیز مفید است.
|
