|
برای اولین بار از انبرکهای اپتوالکترونیکی برای جداسازی
نانوسیم‌ها بر مبنای ترکیب و اندازه آنها استفاده شده است. این
انبرک‌ها می‌توانند به طور موثری نانوسیم‌های رسانا را از
نیمه‌رسانا جدا کرده و حتی می‌توانند موقعیت و جهت‌گیری سیم‌ها
را تغییر داده و آرایه‌هایی با قابلیت آرایش مجدد ایجاد
نمایند. وجود چنین روشی برای ساخت نانوابزارهایی با کاربردهای
واقعی در آینده بسیار ضروری است.
بسیاری از نانومواد با شکل و اندازه مختلفی تولید می‌شوند
(مثلاً مخلوطی از نانوسیم‌های رسانا و نیمه‌رسانا). محققان
می‌خواهند این سیم‌ها را بر مبنای شکل و ترکیب آنها جداسازی
نمایند، اما این کار تاکنون به آسانی صورت نگرفته است. داشتن
چنین کنترلی روی اندازه و ترکیب نانومواد برای ساختن
نانوابزارهای موثر و با کارایی بالا در آینده ضروری می‌باشد.
پیدونگ یانگ از دانشگاه کالیفرنیا در برکلی و همکارانش نشان
داده‌اند که انبرکهای اپتوالکترونیکی می‌توانند بر این مشکل
غلبه کنند. این انبرکهای جدید نوع تازه‌ای از انبرکهای نوری
هستند که در حال حاضر به صورت معمول برای گرفتن و جابه‌جایی
گروهی از ذرات میکرومقیاس در محلول مورد استفاده قرار
می‌گیرند. تنها تفاوت آنها این است که در روش اپتوالکترونیکی
می‌توان اشیایی در مقیاس نانومتر را جابه‌جا کرد.
انبرکهای اپتوالکترونیکی و دی‌الکتروفورز
انبرکهای اپتوالکترونیکی بر استفاده از نیروهای ایجاد شده
توسط یک میدان الکتریکی خارجی متغیر مبتنی می‌باشند؛ این پدیده
دی‌الکتروفورز نامیده می‌شود. یانگ و همکارانش کار را با
ساندویچ کردن یک مایع حاوی نانوسیم‌ها میان یک لایه شفاف
ازشیشه پوشیده شده با ITO (لایه بالایی) و یک سطح رسانای حساس
به نور (لایه پایینی) آغاز کردند. زمانی که سطح رسانای حساس به
نور تحت تابش نور قرار گیرد، میدان‌های الکتریکی غیریکنواخت در
سطح ایجاد می‌شود. این میدان‌های الکتریکی غیریکنواخت امکان
دستکاری ذرات را با استفاده از دی‌الکتروفورز ایجاد می‌کند.
از آنجایی که این روش گشتاوری نیز روی نانوسیم‌ها ایجاد
می‌کند، انبرکهای اپتوالکترونیکی می‌توانند نانوسیم‌ها را در
یک جهت‌گیری تعریف‌شده قرار داده و نظم دهند. و چون این نیروها
به ویژگی‌های ماده نیز بستگی دارند، می‌توان از این روش برای
جداسازی نانوذرات مطابق ویژگی‌های آنها استفاده کرد.
نتایج مهم
جان راجرز از دانشگاه ایلینویز در گزارشی که در Nature
Photonics منتشر شده است، توضیح می‌دهد: «توانایی انبرکهای
اپتوالکترونیکی برای جداسازی و آرایش نانولوله‌ها نتیجه بسیار
مهمی در زمینه دستکاری نوری است».
یانگ در مصاحبه با nanotechweb.org می‌گوید: «مساله اصلی در
آرایش و دستکاری نانوسیم‌ها یا هر بلوک ساختمانی نانومقیاس
دیگر، آدرس‌دهی خود نانولوله‌هاست. این مشکل تاکنون
چالش‌برانگیزترین مسأله در این زمینه بوده است و برای
یکپارچه‌سازی بلوک‌های ساختمانی نانومقیاس در تولید ابزارهای
اپتوالکترونیکی مختلف در مقیاس بزرگ، ضروری است».
|
