پژوهشگران دانشگاه استنفورد با استفاده از به دام‌اندازی نوری که به آن انبرک نوری گفته می‌شود ذرات بسیار کوچک را دستکاری می‌کنند. این گروه تحقیقاتی موفق به ارائه روشی شده که با آن می‌توان ذرات کوچکتر از ۱۰ نانومتر را به دام انداخت.
طراحی انبرک نوری برای جذب اجسام نانومقیاس
پژوهشگران دانشگاه استنفورد با استفاده از به‌دام‌اندازی نوری که به آن انبرک نوری گفته می‌شود ذرات بسیار کوچک را دستکاری می‌کنند. این گروه تحقیقاتی موفق به ارائه روشی شده که با آن می‌توان ذرات کوچکتر از ۱۰ نانومتر را به‌دام انداخت.
مدت‌هاست که دانشمندان برای به‌دام‌انداختن یا دستکاری ذرات کوچک در ابعاد میکرونی نظیر باکتری‌ها از انبرک نوری استفاده می‌کنند. اخیرا عامر صالح و جنیفر دیون از دانشگاه استنفورد روشی ارائه کردند که در آن از یک روزنه کوچک برای دستکاری ذرات با ابعاد اتمی استفاده شده است. این فرآیند مشابه کار انبرک نوری است که در آن پرتو نور در یک نقطه بسیار کوچک متمرکز شده تا میدان الکترواستاتیک بسیار قوی ایجاد کند. این پرتو می‌تواند اجسام بسیار کوچک را به‌سوی خود جلب کرده و به‌دام اندازد، دقیقا شبیه یک انبرک.
متاسفانه محدودیت فیزیکی طبیعی برای این روش وجود دارد به‌طوری که اجسام کوچکتر از نصف طول موج نور را نمی‌توان با این روش به‌دام انداخت. بنابراین از این روش نمی‌توان برای به‌دام اندازی ذرات بسیار کوچک نظیر پروتئین‌ها استفاده کرد. این گروه تحقیقاتی به‌صورت نظری نشان دادند که اگر نور از دریچه‌ای که آنها طراحی کرده‌اند عبور کند می‌تواند اجسام بسیار کوچک، در حد ۲ نانومتر، را به‌دام اندازد. این طراحی جدید در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است. این گروه در حال ساخت نمونه اولیه این دستگاه هستند. آنها قصد دارند دستگاهی بسازند که بتواند برای جابه‌جا کردن اجسام بسیار کوچک به‌عنوان واحد‌های سازنده مورد استفاده قرار گیرد.
متاسفانه محدودیت فیزیکی طبیعی برای این روش وجود دارد به‌طوری که اجسام کوچکتر از نصف طول موج نور را نمی‌توان با این روش به‌دام انداخت. بنابراین از این روش نمی‌توان برای به‌دام اندازی ذرات بسیار کوچک نظیر پروتئین‌ها استفاده کرد. این گروه تحقیقاتی به‌صورت نظری نشان دادند که اگر نور از دریچه‌ای که آنها طراحی کرده‌اند عبور کند می‌تواند اجسام بسیار کوچک، در حد ۲ نانومتر، را به‌دام اندازد. این طراحی جدید در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است. این گروه در حال ساخت نمونه اولیه این دستگاه هستند. آنها قصد دارند دستگاهی بسازند که بتواند برای جابه‌جا کردن اجسام بسیار کوچک به‌عنوان واحد‌های سازنده مورد استفاده قرار گیرد.
مشکل اصلی در این مسیر آن است که پرتوهای نور مرئی به‌صورت ذاتی نمی‌توانند اجسام کوچکتر از نصف طول موج خود را جذب کنند. به این محدودیت فیزیکی، محدودیت پراش گفته می‌شود بنابراین اگر از پرتو نور مرئی با طول موج ۴۰۰ نانومتر استفاده کرد نمی‌توان اجسام کوچکتر از ۲۰۰ نانومتر را جذب نمود.
برخی محققان برای حل این مشکل، اجسام کوچک را به اجسام بزرگتر متصل می‌کنند اما این نیز دشواری‌هایی به‌همراه دارد برای مثال ممکن است ساختار اولیه پروتئین تغییرکند. این گروه تحقیقاتی از اثرپلاسمونیک برای حل این مشکل استفاده کردند. دریچه‌ای که این گروه ساختند شبیه یک سیم کواکسیال است که نقره در وسط و دی‌اکسید سیلیکون در اطراف قرار دارد. پرتو با تابش به حلقه دی‌اکسید سیلیکون موجب پدیدار شدن پلاسمونیک در فاصله میان دو بخش شده که این کار باعث تمرکز نور می‌شود.
