گروهی از پژوهشگران آمریکایی از طریق بهره‌برداری از ویژگی‌های پلاسمونیک نانومیله‌های طلا همراه با روش‌های تصویربرداری قطبشی، راهی برای استفاده از این نانومیله‌ها به‌عنوان حسگرهای جهت‌گیری یافته‌اند.
|
هدف کارهایی که در آزمایشگاه استفان لینک، استادیار شیمی و مهندسی برق و رایانه در
دانشگاه رایس انجام می‌شوند، درک چگونگی آرایش نانومواد است. گروه وی از طریق بهره‌برداری
از ویژگی‌های پلاسمونیک نانومیله‌های طلا همراه با روش‌های تصویربرداری قطبشی، راهی
برای استفاده از این نانومیله‌ها به‌عنوان حسگرهای جهت‌گیری یافته‌اند. شاید بتوان
با استفاده از این روش نانوذرات منفرد را به‌صورت طولانی‌مدت مشاهده نموده و ردگیری
کرد. این قابلیت اطلاعات جدیدی در مورد مواد (شامل سامانه‌های زنده) در اختیار
دانشمندان قرار می‌دهد. لینک می‌گوید: «تعیین جهت‌گیری نانوذرات کروی امکان‌پذیر نیست. ما می‌خواستیم امکان تعیین جهت‌گیری نانومیله‌ها را بررسی کرده و در نهایت بتوانیم جهت‌گیری محیطی را که این ذرات را احاطه کرده است، تعیین کنیم. فکر می‌کنیم این روش برای رسیدن به هدف بیان شده مفید است». دیدن یک نانوذره منفرد چیز جدیدی نیست. با استفاده از میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی (STM) امکان تصویربرداری از ذراتی به اندازه چند نانومتر وجود دارد. همچنین می‌توان ذرات حاوی مولکول‌های فلورسنت را تا زمانی که این مولکول‌ها فعال باشند، مشاهده کرد. سال گذشته لینک با استفاده از همین روش حرکت نانوماشین‌ها را در دمای اتاق نشان داد. اما هر یک از این روش‌ها مشکلاتی دارند. با استفاده از STM می‌توان نانولوله‌ها یا نقاط کوانتومی را تا زمانی که به صورت مجزا روی یک سطح رسانا قرار دارند، مشاهده کرد. اما به‌صورت طبیعی این ذرات در میان چیزهای دیگری که توسط این میکروسکوپ قابل مشاهده هستند، گم می‌شوند. فلوروفورها نیز با وجودی که می‌توانند مفید باشند، مدت زمان فعالیت بسیار کمی داشته و در عرض 30 ثانیه غیرفعال می‌شوند که این امر کارایی آنها را محدود می‌کند. نانومیله‌های طلا را می‌توان بنا به‌دلخواه روشن کرد. تابش‌های لیزر با طول موج مشخص پلاسمون‌های سطحی این نانوساختارها را که انرژی جذب می‌کنند، برانگیخته و سپس این نانومیله‌ها یک امضای حرارتی از خود نشر می‌کنند که با استفاده از یک لیزر روبشی قابل تشخیص است. چون پلاسمون‌ها در طول یک نانومیله کاملاً قطبیده هستند، تغییر قطبش لیزر و خواندن سیگنال‌های حرارتی نشر شده از این نانومیله‌ها امکان تعیین دقیق جهت‌گیری آنها را ایجاد می‌کند. |
|
|
از نانولوله‌هایی به عرض 25 نانومتر و طول 75 نانومتر روی یک اسلاید شیشه‌ای
با استفاده از میکروسکوپ الکترونی تصویربرداری شد. نانومیله‌های مجاور نسبت
به هم زاویه 90 درجه داشتند. تصویربرداری فتوترمال این نانومیله‌ها را به‌صورت
لکه‌های حاوی نقاط مجزا نشان می‌دهد. زمانی که قطبش لیزر موازی با طول این
نانومیله‌هاست، شدت این لکه‌ها بیشتر است، اما زمانی که جهت‌گیری قطبش لیزر
عمود بر نانومیله‌هاست، این لکه‌ها ناپدید می‌شوند. جزئیات این تحقیق به صورت آنلاین در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است. |
