گروهی از محققان در آمریکا دریافتند که با کنار هم قراردادن نانومیله‌های نیم رسانا به‌صورت خوشه‌ای، مدت زمان نشر نور آنها هنگام دریافت انرژی به‌طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و می‌توان از آنها به‌عنوان نشانگرهای زیستی استفاده نمود.
تقویت نشر نور در نانومیله‌های نیم رسانا
نانومیله‌های نیم رسانا برخلاف بسیاری از نیم رساناهای معمولی (که با دریافت انرژی الکتریکی، شیمیایی یا نوری، نور ثابتی را از خود نور نشر می‌دهند) در اثر تابش خارجی، به‌طور متناوب و در بازه‌های زمانی غیر قابل پیش بینی نوری را از خود نشر می‌دهند و بین دو حالت روشن و خاموش در تغییرند. نور منتشره از این نانومیله‌ها علیرغم اندازه کوچک آنها، به‌راحتی با میکروسکوپ قابل مشاهده است و لذا همواره به‌عنوان نشانگرهای زیستی بالقوه مطرح بوده‌اند.
اما با این حال چشمک زن بودن نانومیله‌ها مانع استفاده عملی از آنها شده است و محققان به‌دنبال یافتن راهی برای افزایش زمان نوردهی آنها و کشف سازوکار این پدیده بوده‌اند. اخیرا درندیک (Marija Drndic) و همکارانش در دانشگاه پنسیلوانیا طی تحقیقی مشترک با محققانی از دانشگاه سوارتمور (Swarthmore College) و دانشکده پزشکی دانشگاه نیویورک، با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری و TEMنشان دادند با خوشه کردن نانومیله‌ها درکنار هم، زمان روشن بودن این نانومیله‌ها به‌طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
آنها ابتدا نانومیله‌های سلنید کادمیوم راروی یک زیر لایه رسوب داده و پرتوی از لیزر آبی به آن تاباندند و سپس با استفاده از یک میکروسکوپ نوری از آن فیلم گرفته و نور قرمز حاصله را مشاهده کردند و به این ترتیب اطلاعاتی در مورد مدت زمان روشن بودن هر خوشه از نانومیله‌ها به‌دست آوردند. در مرحله بعد به کمک شبکه‌ای طلایی توانستند محل خوشه‌های نانومیله‌ای را تعیین و آنها را برچسب دار کنند. سپس با استفاده از میکروسکوپ الکترونی انتقالی TEM هریک از نانومیله‌های ۵ نانومتری را از هم متمایز کرده و اندازه هر خوشه را تعیین کردند. در نهایت با کنار هم گذاشتن هزاران تصویر حاصل از TEM و داده‌های حاصل از میکروسکوپ نوری، موفق به مشاهده افکت آتش (Campfire Effect)) در این خوشه‌ها شدند.
اگرچه سازوکار دقیق این درخشش طولانی هنوز به‌طور کامل شناخته نشده است، اما بر اساس یافته‌های درندیک و همکارانش، علت اصلی آن برهم کنش بین الکترون‌ها در این خوشه‌ها است. به‌عبارت دیگر الکترون‌ها در یک میله بر الکترون‌های موجود در میله مجاور به گونه‌ای تأثیر میگذارند که توانایی میله دیگر برای نشر نور را تقویت می‌کند.
درندیک و همکارانش امیدوارند یافته‌های آنها به درک بهتر این برهم کنش‌های نانومقیاس منجر شده و راه را برای تحقیقات بعدی در این خصوص هموار کند. آنها همچنین قصد دارند در تحقیقات بعدی خود، ازآرایه‌های منظم‌تراین نانومیله‌ها (که بخش‌های میان ذره‌ای کنترل شده تری دارند) استفاده کرده و به‌کمک آن جزئیات برهم کنش‌های ذره‌ای را بیشتر مورد مطالعه قراردهند.
لازم به‌ذکر است حمایت از این تحقیق را بنیاد ملی علوم بر عهده داشته است و گزارشی از آن در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
