ساخت نانوآنتن با الهام از طبیعت

محققان فرانسوی موفق به ساخت نانوآنتنی شدند که می‌تواند نور را تقویت کند. در این نانوآنتن از رشته‌ دی‌ان‌ای و نانوذرات طلا استفاده شده است.

محققان فرانسوی موفق به ساخت نانوآنتنی
شدند که می‌تواند نور را تقویت کند. در این نانوآنتن از رشته‌ دی‌ان‌ای و
نانوذرات طلا استفاده شده است.

آنتن‌های رادیویی در تلویزیون‌ها و تلفن‌های همراه سیگنال‌های رادیویی را
تقویت می‌کند از همین شیوه می‌توان برای تقویت نور نیز استفاده کرد.
پژوهشگران مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه (CNRS) با همکاری همتایان خود در
دانشگاه آیکس مارشال موفق شدند برای اولین بار با استفاده از رشته‌های
کوتاه دی‌ان‌ای و نانوذرات طلا آنتن نوری تولید کنند که قادر است نور را
به‌دام انداخته و دوباره نشر دهد.

نتایج این پژوهش که در آن جزئیات ساخت این آنتن نوری آمده در قالب مقاله‌ای
تحت عنوان Accelerated single photon emission from dye molecule-driven
nanoantennas assembled on DNA در نشریه Nature Communications به چاپ
رسیده است.

 

 
 
ادامه این تحقیقات می‌تواند منجر به تولید
دیودهای نشر نور کاراتر، پیل‌های خورشیدی کوچک‌تر و حتی کرایوفتوگرافی
کوانتومی شود.

از آنجایی که نور خاصیت موجی دارد بنابراین می‌توان آنتن‌هایی تولید کرده
که پرتوهای نوری را تقویت کند، مکانیسم این تقویت دقیقا مشابه آن چیزی است
که در آنتن‌های رادیویی و تلویزیونی اتفاق می‌افتد. با این حال، از آنجایی
که پرتوهای نوری میلیون‌ها برابر سریع‌تر از امواج رادیویی نوسان دارند
بنابراین یک شی بسیار کوچک در ابعاد نانو لازم است تا بتواند این پرتوهای
بسیار سریع را دریافت کند. محققان این پروژه از دو نانوذره طلا برای تولید
این آنتن استفاده کردند.

این گروه تحقیقات فرانسوی از موسسات فرانسل و لانگیوین برای اولین بار این
نانوآنتن را با الهام از طبیعت تولید کردند. این نانوآنتن دارای ساختاری
بسیار ساده بوده به‌طوری که کار با آن بسیار آسان است. این گروه تحقیقاتی
نانوذرات طلا به ابعاد ۳۶ نانومتر را رشد دادند سپس یک رنگ آلی فلورسانس را
روی رشته‌های دی‌ان‌ای کوتاه سنتز شده به‌طول ۱۰ تا ۱۵ نانومتر قرار دادند.
این مولکول‌های فلورسانس مانند منبع کوانتومی عمل می‌کند و برای آنتن
فوتون‌های مورد نیاز را تامین می‌کند. نانوذرات به‌کار رفته در این سیستم
موجب تقویت برهمکنش میان نور و آنتن می‌شود.

پژوهشگران این پروژه میلیاردها نانوآنتن را در فاز محلول تولید کردند در
این نانوآنتن‌ها محل قرار گیری مولکول فلورسانس بسیار دقیق بوده و با کنترل
بالایی با دقت نانومتری تعیین شده بود برای این کار از ویژگی‌های اسکلتی
دی‌ان‌ای استفاده شده بود. تمام این کارها با کمک فناوری لیتوگرافی رایج
انجام شد فناوری که امروز برای تولید میکروپردازشگرها استفاده می‌شود. با
تداوم این تحقیقات و کوچک‌سازی، می‌توان LEDهای کاراتر، شناساگرهای سریع‌تر
و پیل‌های خورشیدی متراکم‌تر وکوچک‌تر تولید کرد. از این منبع نوری
نانومقیاس می‌توان در کرایوفوتوگرافی کوانتومی استفاده کرد.