رشد نانوذرات ده‌وجهی و هم‌اندازه نقره با بهره‌گیری از پلاسمونیک

گروهی از دانشمندان سنگاپوری و هنگ‌کنگی توانسته‌اند با بهره‌گیری از فرایندی به نام «پلاسمون‌های سطحی موضعی» نانوذرات ده‌وجهی نقره با اندازه‌های یکسان تولید کنند.

درست همانگونه که باغداران از «لامپ‌های
رشد» برای تحریک رشد گیاهان بهره می‌برند، حال دانشمندان توانسته‌اند رشد
یکنواخت نانوذرات نقره ده‌وجهی را در محلول تسریع نمایند. این جامدات ده‌ضلعی
که تنها چندده نانومتر اندازه دارند، می‌توانند موجب بهبود روش‌های حسگری و
تصویربرداری زیستی شوند. این روش جدید که در حین رشد بلور ذرات استفاده می‌شود،
توسط ژیا یو از موسسه فناوری ساخت سنگاپور و همکارانش در هنگ‌کنگ و سنگاپور
ابداع شده است.

یو و همکارانش روش خود را بر پدیده‌ای به‌نام «پلاسمون‌های سطحی موضعی» بنا
نهادند که به‌عنوان مثال به حرکت هماهنگ الکترون‌ها در سطح تماس فلز و هوا
اطلاق می‌شود. این محققان با استفاده از پلاسمون‌های سطحی نانوذرات نقره
توانستند این ذرات را به شکل ده‌وجهی و با اندازه‌های یکنواخت رشد دهند.
این تحقیق جدید بر پایه یک پژوهش قبلی انجام شده است که در آن، رشد
نانوذرات نقره ده‌وجهی توسط تابش نور سفید تقویت می‌شد.

 

 
 
این محققان توانستند پلاسمون‌ها را به شکلی
اختصاصی‌تر هدف بگیرند؛ آنها به‌جای استفاده از نور سفید که حاوی طول موج‌های
محدوده مرئی است، از تابشی با طول موج محدودتر استفاده کردند تا به شکلی
خاص فرکانس پلاسمون‌های سطحی موضعی را هدف بگیرند. یو و همکارانش از
دیودهای نورافشان مختلف با طول موج‌های متفاوت استفاده کردند و دریافتند که
منابع نوری با طول موج محدود، به رشد یکنواخت نانوذرات ده‌وجهی نقره کمک می‌کند.
یو می‌گوید: «همچنین اگر محلول‌های حاوی نقره که دارای دانه‌های رشد بسیار
کوچک هستند، در معرض تابش‌های با طول موج مختلف قرار گیرند، امکان تولید
ذراتی با اشکال دیگر ایجاد می‌شود».

در طول این فرایند رشد، ابتدا ذراتی با اندازه‌های مختلف تولید شدند، اما
در عرض چند ساعت ذراتی با اندازه یکنواخت شکل گرفتند. برخی از نانوذرات ده‌وجهی
نقره ابتدا تا اندازه نسبتاً بزرگی رشد کردند. بنابر گفته یو، با وجودی که
این ذرات ناپایدار هستند، اما می‌توانند مفید باشند. او می‌گوید: «اتم‌های
نقره در سطح این ذرات بزرگ از آنها جدا شده و به‌عنوان منبعی برای بزرگ‌تر
شدن ذرات کوچک‌تر عمل می‌کنند. این فرایند دینامیک با افزایش زمان تابش به
پایداری رسیده و ذرات ده‌وجهی با اندازه یکسان تولید می‌شوند».

یو و همکارانش در حال بررسی استفاده عملی از این ذرات هستند. به‌عنوان مثال
می‌توان از نانوذرات ده‌وجهی نقره در تشخیص مقادیر ناچیز مولکول‌ها روی یک
سطح جامد بهره برد.

جزئیات این کار در مجله Plasmonics منتشر شده است.