„Mokslininkai „piešia“ kristalų raštus naudodami lazerio šviesą.
Pavadinkite tai patobulinta jūsų vaikystės kristalų auginimo rinkinio versija. Mokslininkai įrodė, kad naudodami lazerius jie gali auginti kristalus pagal poreikį1.
Daugybė kasdienių technologijų – nuo dūmų detektorių iki televizorių – remiasi unikaliomis kristalų elektrinėmis savybėmis. Tačiau šios cheminės struktūros, kurios dažnai auginamos iš mažo sėklinio kristalo, linkusios formuotis nenuspėjamose vietose nenuspėjamu laiku.
Norėdami išsiaiškinti, ar jie galėtų standartizuoti kristalų auginimo procesą, Md Shahjahan ir jo kolegos iš Mičigano valstijos universiteto East Lansing mieste išbandė alternatyvų sklidimo būdą. Nukreipdami lazerius į nanometrų dydžio aukso daleles, tyrėjai nustatė, kad jie gali tiksliai kontroliuoti, kur ir kada nanodalelės organizuojasi į kristalinę struktūrą – iš esmės „piešdamos“ savo kristalų raštą stebėdamos per mikroskopą.
Ateityje tyrėjai tikisi vienu metu naudoti kelis lazerius, kad išraižytų sudėtingesnes struktūras ir galbūt sukurtų naujas medžiagas. Jie taip pat tikisi išbandyti, kaip jų laboratorijoje užauginti kristalai atlaiko naudojimą elektroniniuose prietaisuose. „Rezultatai galėtų būti ypač naudingi farmacijos ir vaistų gamyboje.“ [2]
1. Šis gebėjimas įmanomas dėl to, kad fokusuoti lazerio impulsai kaitina specifines, tikslines aukso nanodaleles, sukeldami lokalizuotą lydymą ir, greitai atvėsus, kontroliuojamą kristalinių struktūrų formavimąsi. Ši technika, kuri naudoja fototerminius efektus erdviniam ir laiko valdymui, leidžia tyrėjams valdyti nanodalelių organizavimąsi realiuoju laiku, sudarydama sąlygas tiksliam, individualiai pritaikytam kristalų augimui.
Pagrindinės sėkmės priežastys:
Lokalizuotas kaitinimas: lazeris generuoja šilumą tiksliai ten, kur jis atsitrenkia į nanodaleles, todėl jos juda ir renkasi konkrečiose, pageidaujamose vietose.
Surinkimas pagal poreikį: tyrėjai gali suaktyvinti kristalizaciją tiksliu laiku, kaip parodė Mičigano valstijos universiteto tyrėjai.
Vizualizacija realiuoju laiku: naudodami didelės spartos mikroskopiją, mokslininkai gali stebėti vykstantį procesą ir jį koreguoti, taip efektyviai „piešdami“ raštus.
Lazerio sukelta sąveika: lazerio energija keičia aukso dalelių elgesį, leisdama joms susijungti ir sudaryti tvarkingas struktūras.
Nanoskalės valdymas: ši technika naudoja unikalias nanodalelių savybes, kad būtų pasiektas tikslus, pritaikomas ir sudėtingas kristalų išdėstymas, kuris yra naudingas potencialioms naujoms medžiagoms.
2. Nature 646, 1029 (2025)
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą