محققان دانشگاه اِموری و مؤسسه فناوری جورجیا با استفاده از یکی از ویژگی‌های نیمه‌رساناها به نام «کشش شبکه‌ای» روشی برای غلبه بر محدودیت‌های نقاط کوانتومی یافته‌اند.
ساخت نوع جدیدی از نقاط کوانتومی با سمیت بسیار کمتر و ویژگی‌های اُپتیکی جدید
نقاط کوانتومی که ذرات فلورسانس ساخته شده از نیمه‌رساناها هستند، نویدبخش شناسایی و درمان زودهنگام سرطان هستند. اما از نقطه نظر اندازه و اثرات سمی احتمالی، این ذرات محدودیت‌هایی برای استفاده در پزشکی دارند.
محققان دانشگاه اِموری و مؤسسه فناوری جورجیا با استفاده از یکی از ویژگی‌های نیمه‌رساناها به نام «کشش شبکه‌ای» روشی برای غلبه بر این محدودیت‌ها یافته‌اند. با ایجاد لایه‌های مختلف مواد با ترکیب شیمیایی متفاوت روی یکدیگر، این محققان توانسته‌اند ذراتی با ویژگی‌های اُپتیکی جدید بسازند.
این محققان یافته‌های خود را در زمینه ذرات قابل تنظیم به‌وسیله‌ی کشش شبکه‌ای به صورت آنلاین منتشر نموده‌اند و در شماره دسامبر مجله Nature Nanotechnology به چاپ خواهد رسید.
دکتر شومینگ نی محقق اصلی این کار پژوهشی و استاد دانشکده مهندسی زیست‌پزشکی مؤسسه فناوری جرجیا و دانشگاه اِموری می‌گوید: «ویژگی‌های اُپتیکی نسل اول نقاط کوانتومی به‌وسیله‌ی اندازه آنها قابل تنظیم بود. ما روش دیگری برای تنظیم ویژگی‌های اُپتیکی نقاط کوانتومی یافته‌ایم: استفاده از تغییر کشش شبکه‌ای».
نی می‌افزاید علاوه‌بر کاربرد مورد انتظار این نسل جدید از نقاط کوانتومی در تصویربرداری زیست‌پزشکی، می‌توان از آنها در اُپتوالکترونیک، نمایشگرهای رنگی پیشرفته، و صفحات خورشیدی کاراتر بهره برد.
عدم تطابق شبکه‌ای نیمه‌رساناها که ناشی از تفاوت میان ساختار هسته مرکزی و پوسته بیرونی است، موجب ایجاد کشش می‌شود: هسته فشرده شده و پوسته کش می‌آید. این کشش فیزیکی موجب تغییر انرژی و طول موج نور منتشر شده به‌وسیله‌ی نقطه کوانتومی می‌شود.
نقاط کوانتومی قبلی حاوی کادمیوم بودند که عنصری سمی است. در نقاط کوانتومی جدید، به طور عمده از عناصر کم‌ضررتر روی و سلنیوم استفاده می‌شود، هر چند مقداری کادمیوم هنوز در هسته این ذرات وجود دارد. اندازه این ذرات می‌تواند بین ۴ تا ۶ نانومتر متغیر باشد.
گروه تحقیقاتی نی نشان داده‌اند که افزودن لایه‌هایی از جنس روی و سلنیوم روی هسته‌ای از جنس کادمیوم و تلوریوم موجب افزایش طول موج نور فلورسانس نشر شده از این نقاط کوانتومی می‌شود. با کوچک‌تر شدن هسته، این تغییر طول موج ناشی از لایه حاوی روی بیشتر می‌شود.
این نقاط کوانتومی جدید را می‌توان طوری تنظیم نمود که در حین کوچک ماندن، بتوانند نوری با طول موج نزدیک به مادون قرمز از خود نشر نمایند.
دکتر اندرو اسمیت یکی دیگر از محققان این پژوهش می‌گوید: «بدن انسان نسبت به طول موج نزدیک مادون قرمز (در حدود ۷۵۰ نانومتر) شفاف است و در نتیجه این نقاط می‌توانند یک پنجره شفاف برای نگاه کردن به درون بدن انسان در اختیار محققان قرار دهند. نقاط کوانتومی قبلی که نور مادون قرمز از خود نشر می‌کردند، بزرگ و میله‌ای شکل بوده و در نتیجه در کلیه گیر می‌افتادند، در حالی که ذرات جدید به دلیل کوچک بودن، هم از کلیه عبور کرده و هم تمایل کمی به اتصال به پروتئین‌های خونی دارند».
