ساخت نخستین انبرک نوری پلاسمونیکی

محققان مؤسسه‌ی فناوری فدرال سوئیس برای نخستین بار موفق به ساخت ابزاری اپتوسیالی
در مقیاس آزمایشگاهی شدند که در آن از دو روش پلاسمونیکی و میکروسیالی به‌صورت
تلفیقی برای به دام انداختن ذرات استقاده می‌‌شود. به گفته‌ی لینا هائانگ از اعضای
این گروه تحقیقاتی، در این روش که به جای پرتوهای لیزری متمرکز، از اثر میدان نزدیک
و پلاسمونیک استفاده می‌شود، به‌راحتی و بدون نیاز به اپتیک پیچیده‌‌ی انبرک‌های
نوری کنونی، می توان اجسام ریز را برای کاربردهای آزمایشگاه روی تراشه به دام
انداخت و یا از آن همراه با دیگر قطعات اپتیکی از قبیل زیست‌حسگرها برای کاربردهای
تشخیص در محل استفاده نمود. این محققان امیدوارند به‌زودی این روش بتواند جایگزین
دام‌های اپتیکی کنونی شود.

در این روش برای به دام انداختن ذرات، پرتوی از نور روی یک جسم فلزی کوچک تابانده
می شود. در این حالت فوتون‌های فرودی الکترون‌های موضعی موجود در سطح این فلز را
تحریک کرده و این الکترون‌های تحریک‌شده موج‌های انرژی یا همان پلاسمون‌ها را تشکیل
می‌دهند. در اثر این پلاسمون‌های سطحی، نوعی از میدان‌های الکترومغناطیسی موضعی
بسیار قوی‌ تولید می‌شود که می‌تواند ذرات را حتی بسیار بهتر از پرتوهای لیزری
متمرکز به دام اندازند.

به این منظور هائانگ و همکارانش مجموعه‌ای از صفحات طلایی به قطر ۱۰۰ نانومتر و
ضحامت ۴۰ نانومتر را به شکل طولی روی یک زیر لایه‌ِی شیشه‌ای رسوب دادند، سپس یک
کانال میکروسیالی حامل ذرات ریز مورد نظر از قبیل سلول‌ها روی این صفحات قرار داده،
نوری با طول موج ۶۰۸ نانومتر به آن تاباندند. با این کار افزایش میدان شدیدی در
لبه‌های هر کدام از این صفحات القا شده و یک گرادیان میدان شدید در آنها ایجاد شد
که می‌توانست ذرات ریز را به طرز مؤثری از کانال میکروسیالی به‌سمت مرکز این صفحات
کشیده‌، آنها را به دام اندازد.

این محققان هم‌اکنون سعی دارند با انجام تحقیقات بیشتر، کارایی این ابزارها را
افزایش دهند؛ به طوری که علاوه بر به دام انداختن ذرات بتوان آنها را مرتب کرده،
منتقل نمود که در آن صورت با به دام انداختن یک ذره در کانال اپتوسیالی و گرداوری
ذرات دیگر در انتهای همین کانال، به‌راحتی امکان مخلوط کردن دو نوع ذره‌ی مختلف
فراهم می‌شود. هائانگ امیدوار است با این روش بتوان حتی ساختارهای پیشرفته‌تری را
هم برای انتقال ذرات طراحی کرد.