استفاده از نانوآنتن‌های نوری برای دستکاری چند منظوره ذرات

محققان آمریکایی موفق شدند از آرایه‌ نانوآنتن‌های فلزی برای ساخت دستگاهی جهت دستکاری ذرات استفاده کنند. یکی از مزیت‌های این سیستم آن است که می‌توان ذرات را براساس ویژگی‌های نوری‌شان مرتب کرد. این دستگاه می‌تواند برای ساخت آزمایشگاه روی تراشه مورد استفاده قرار گیرد.

محققان آمریکایی موفق شدند از آرایه‌ نانوآنتن‌های فلزی برای ساخت دستگاهی
جهت دستکاری ذرات استفاده کنند. یکی از مزیت‌های این سیستم آن است که می‌توان
ذرات را براساس ویژگی‌های نوری‌شان مرتب کرد. این دستگاه می‌تواند برای
ساخت آزمایشگاه روی تراشه مورد استفاده قرار گیرد.

پژوهشگران دانشگاه ایلینویز نشان دادند که با تنظیم ویژگیهای نور لیزر
منتشر شده از آرایه‌های نانوآنتن‌های فلزی می‌توان ذرات را بر اساس اندازه‌های
آن مرتب نمود همچنین از این ابزار می‌توان به‌عنوان انبرک نوری استفاده کرد.

کیمانی توساینت از محققان دانشگاه ایلینویز می‌گوید در حال حاضر نانوآنتن‌ها
ادوات بسیار رایجی هستند زیرا از آنها می‌توان در متمرکز کردن نور در یک
منطقه کوچک استفاده نمود. در این تحقیق ما برای اولین بار نشان دادیم که می‌توان
از آرایه‌های نانوآنتنی از جنس طلا (BNAs) برای به‌دام انداختن و دستکاری
اجسام در مقیاس میکرو استفاده کرد. ما فکر می‌کنیم که این یافته بسیار
ثمربخش باشد زیرا علاقه برای ساخت ادوات آزمایشگاه روی تراشه رو به افزون
است.

 

10452.JPG

تصاویر نوری میدان تاریک از قطره‌های چاپ شده با جت جوهر روی بسترهای a) تمیز شده
با پلاسما، b) بدون اصلاح، و c) اصلاح شده با HMDS، مقیاس: ۲۰ میکرومتر. d) تصویر
SEM از الگوی چاپ شده.

پژوهشگران این پروژه مدعی هستند که خواص منحصر به‌فرد این سیستم موجب می‌شود که
بتوان با سرعت بالا اجسام را در محیط آبی دستکاری کرد در حال که دانسیته انرژی
ورودی به سیستم بسیار کم است. این ویژگی‌ها موجب می‌شود که این سیستم قابلیت
به‌کارگیری در حوزه‌های نورسیالی (اپتوفلودیک) مانند آزمایشگاه روی تراشه را داشته
باشد. بنابراین می‌توان با این سیستم مواد زیستی را دستکاری کرد بدون این که نیاز
به تابش‌های مخرب نوری باشد، همچنین در تحقیقات بنیادین فیزیک در بخش دینامیک‌های
کلوئیدی می‌توان از این سیستم بهره جست.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Application of Plasmonic Bowtie
Nanoantenna Arrays for Optical Trapping, Stacking, and Sorting در نشریه Nano
Letters به چاپ رسیده است. برایان روکس ورثی، نویسنده اول این مقاله، می‌گوید بر
خلاف انبرک‌های پلاسمونیک، از BNAs می‌توان برای به‌دام انداختن ذرات نیز استفاده
کرد همچنین می‌توان آنها را بر اساس پارامترهای نوری نظیر طول موج، پلاریزاسیون و
دانسیته توان ورودی دستکاری و مرتب نمود.

این گروه تحقیقاتی با انجام کارهای آزمایشگاهی موفق به ترسیم دیاگرام فاز به‌دام
اندازی نوری شدند، این دیاگرام به آنها کمک می‌کند تا بهترین نتیجه را به‌دام
اندازی ذرات به‌دست آورند. محققان معتقدند که این برای اولین بار است که می‌توان از
آرایه‌های نانوآنتنی برای دستکاری ذرات با چنین قابلیت‌هایی استفاده کرد.