امکان ساخت نانوحسگرهایی با قابلیت آشکارسازی تک‌ویروس

 پژوهشگران ایرانی، با مطالعه خواص اپتیکی
نانوآنتن‌ها، امکان ساخت نانوحسگرهایی با قابلیت آشکارسازی تک‌ویروس،
پیل‌های خورشیدی نانومتری و دیسک‌های نوری ظرفیت بالا را فراهم کردند.

نانوآنتن‌ها شامل دو یا چند نانوذره هستند که در فاصله چند نانومتری از
یکدیگر قرار داشته و نقش آنها در نانواپتیک، مشابه نقش آنتن‌های معمولی در
سیستم‌های مخابراتی و الکترونیکی است. از بر هم‌کنش نور با نانوآنتن‌ها، یک
میدان الکترومغناطیسی بسیار قوی در گاف بین نانوذرات بوجود می‌آید که
می‌تواند کاربردهای گوناگونی را به همراه داشته باشد.

دکتر احمد محمدی پژوهشگری است که به مطالعه سیستماتیک خواص اپتیکی
نانوآنتن‌های ساخته شده از یک یا دو نانوذره به شکل بیضی‌گون و همچنین
بررسی تاثیر پارامترهای مهم مانند مواد سازنده، ضریب گذردهی محیط پیرامون،
اندازه نانوذرات و فاصله بین آنها بر سطح مقطع پراکندگی، پرداخته است.

وی در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو گفت: «در این
طرح تحقیقاتی، دو روش تحلیلی و عددی را برای محاسبه سطح مقطع پراکندگی
نانوآنتن‌های ساخته شده از یک و دو نانوذره، به‌کار گرفته‌ایم. به همین
منظور، از تئوری قطبش‌پذیری، با اعمال تصحیحات مناسب در نانوآنتن‌های
تک‌ذره استفاده کرده‌ایم».

دکتر محمدی در ادامه افزود: «از آنجا که استفاده از تئوری قطبش‌پذیری، برای
نانوآنتن‌های شامل بیش از یک نانوذره امکان پذیر نیست، بنابراین، در این
پژوهش سعی کرده‌ایم از روش‌های عددی همچون FDTD سه بعدی، برای محاسبه سطح
مقطع پراکندگی نانوآنتن‌ها استفاده نماییم.

در هر دو مورد، با تغییر پارامترهای مسئله، بررسی سطح مقطع پراکندگی، تشدید
پلاسمونی مورد نظر و بهره پراکندگی بالا، مدل مناسبی را ارائه کرده‌ایم».

با طراحی مناسب نانوآنتن‌ها، امکان ساخت نانوحسگرهای بسیار حساس با توانایی
آشکارسازی تک‌ویروس، دیسک‌های نوری با ظرفیت چند ترابایت (چند هزار
گیگابایت)، سلول‌های خورشیدی در ابعاد نانومتری با بهره بسیار بالا (بیش از
۸۰%) و مدارهای مجتمع نانوفوتونیکی فراهم می‌گردد، همچنین تصویربرداری
اپتیکی از پروتئین‌ها و DNA، امکان‌پذیر می‌شود.

جزئیات این طرح که در گروه فیزیک دانشگاه خلیج‌فارس با همکاری فرانسیسکا
کامینسکی (موسسه نیلزبور در دانمارک) و دکتر ماریو آجو (گروه نانواپتیک،
دانشگاه ETH در سوییس) به سرپرستی پروفسور وحید صندوقدار انجام شده، در
مجله Int. J Nanotechnol (جلد ۶، صفحات ۱۱- ۱۰، سال ۲۰۰۹) منتشر شده است.