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 شدند که با آن می‌توان ذرات کوچکتر از 10 نانومتر را به دام انداخت.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، مدت‌هاست که دانشمندان برای به دام‌انداختن 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 به سوی خود جلب کرده و به دام اندازد، دقیقا شبیه یک انبرک.
متاسفانه محدودیت فیزیکی طبیعی برای این روش وجود دارد، به طوری که اجسام کوچکتر از نصف طول موج نور را نمی‌توان با این روش به دام انداخت. بنابراین از این روش نمی‌توان برای به دام اندازی ذرات بسیار کوچک نظیر پروتئین‌ها استفاده کرد. این گروه تحقیقاتی به صورت نظری نشان دادند که اگر نور از دریچه‌ای که آنها طراحی کرده‌اند، عبور کند می‌تواند اجسام بسیار کوچک، در حد دو نانومتر را به دام 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 به عنوان واحد‌های سازنده مورد استفاده قرار گیرد.
مشکل اصلی در این مسیر آن است که پرتوهای نور مرئی به صورت 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 400 نانومتر استفاده کرد، نمی‌توان اجسام کوچکتر از 200 نانومتر را جذب کرد.
برخی محققان برای حل این مشکل، اجسام کوچک را به اجسام بزرگتر متصل می‌کنند، اما این نیز دشواری‌هایی به همراه دارد برای مثال ممکن است ساختار اولیه پروتئین تغییر کند. این گروه تحقیقاتی از اثر پلاسمونیک 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.
انتهای پیام
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، مدت‌هاست که دانشمندان برای به دام‌انداختن 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 به سوی خود جلب کرده و به دام اندازد، دقیقا شبیه یک انبرک.
متاسفانه محدودیت فیزیکی طبیعی برای این روش وجود دارد، به طوری که اجسام کوچکتر از نصف طول موج نور را نمی‌توان با این روش به دام انداخت. بنابراین از این روش نمی‌توان برای به دام اندازی ذرات بسیار کوچک نظیر پروتئین‌ها استفاده کرد. این گروه تحقیقاتی به صورت نظری نشان دادند که اگر نور از دریچه‌ای که آنها طراحی کرده‌اند، عبور کند می‌تواند اجسام بسیار کوچک، در حد دو نانومتر را به دام 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 به عنوان واحد‌های سازنده مورد استفاده قرار گیرد.
مشکل اصلی در این مسیر آن است که پرتوهای نور مرئی به صورت 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 400 نانومتر استفاده کرد، نمی‌توان اجسام کوچکتر از 200 نانومتر را جذب کرد.
برخی محققان برای حل این مشکل، اجسام کوچک را به اجسام بزرگتر متصل می‌کنند، اما این نیز دشواری‌هایی به همراه دارد برای مثال ممکن است ساختار اولیه پروتئین تغییر کند. این گروه تحقیقاتی از اثر پلاسمونیک 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.
انتهای پیام
