По мере развития наук о нанотехнологиях и постепенном внедрении приобретенных познаний в область индустрии ученым и исследователям больше требуются спец инструменты, с помощью которых можно перемещать, следить и обрабатывать частицы из разных материалов, размеры которых исчисляются нанометрами. Работающие в этом направлении исследователи из Института фотонных наук (Institute of Photonic Sciences, ICFO) показали разработанный ими лазерный полевой оптический нано-пинцет, способный захватывать в ловушку наноразмерные объекты и перемещать эти объекты в трехмерном пространстве.
Представьте для себя слона, пытающегося ухватить собственной не весьма уклюжей конечностью какой-либо объект, размером с иголку. Полностью ясно, что у него это навряд ли получится из-за большой различия в масштабах размеров слона и объекта. А сейчас представте, что этот объект является молекулой либо иным объектом нанометрового масштаба, а на месте слона находятся люди, пытающиеся изловить этот объект с помощью обыденных человечьих инструментов. Итог во 2-м случае будет таковым же, как и у слона с иголкой, ведь с помощью обыденных оптических микроскопов не получится узреть объекты настолько малого масштаба, а с помощью обыденного пинцета недозволено захватывать и перемещать эти объекты.
Оптический пинцет, придуманный исследователями лаборатории Bell Labs в 1980-х годах, полностью подступает для захватывания и манипулирования предметами сколь угодно малых размеров с помощью света лазера. Свет, фокусируемый с помощью особых линз в весьма небольшую точку, делает притягивающие силы, обусловленные градиентом силы света. Эти силы притягивают хоть какой объект и при разработке определенной конфигурации луча света создается оптическая ловушка, более-менее накрепко удерживающая на месте микроскопичный объект.
Возникновение технологии оптического пинцета сделалось предпосылкой резвого развития неких областей науки, начиная от биологии и заканчивая квантовой оптикой, но, у данной нам технологии имеется существенное ограничение, с ее помощью нереально захватить в ловушку и задерживать там объекты, размеры которых меньше нескольких сотен нанометров. Этот недочет послужил предпосылкой возникновения огромного количества остальных технологий нано-пинцетов, а именно, использующих для сотворения ловушки плазмоны. Силовые поля, генерируемые плазмонами, способны задерживать в ловушке настолько крохотные объекты, как молекулы белков либо микрочастицы остальных типов, не нагревая и не разрушая их структуры.
Несколько годов назад исследователи показали 1-ый плазмонный нанопинцет, который состоял из весьма малеханькой золотой наноструктуры, на поверхность которой был сфокусирован луч лазерного света. Наноструктура действовала как собственного рода нанолинза, способна сделать ловушку, удерживающую наночастицу сколь угодно малых размеров. Но эти 1-ые опыты послужили только подтверждением работоспособности механизма сотворения оптической ловушки, к огорчению, сделанное устройство не могло дозволить манипулировать захваченными объектами.
Сейчас же исследователи ICFO сделали последующий шаг, создав плазмонный оптический нано-пинцет на конце оптоволоконной жилы, сформованной определенны образом и имеющей некие внедренные структуры из золота. Таковой подход дозволяет захватывать объекты, размерами в несколько 10-ов нанометров с помощью лазерного света низкой интенсивности, что дозволяет держать эти объекты в целости и сохранности. Захватив объект в ловушку можно переместить его вкупе с оптоволокном в всякую точку места и вызволить на новеньком месте.
Эта разработка открывает возможность проведения массы новейших исследовательских работ, требующих неразрушающей манипуляции крохотными объектами, размерами с единственную молекулы. Это может употребляться в медицине для манипуляций при исследованию вирусов, что поможет ученым осознать био механизмы, приводящие к появлению болезней. В области нанотехнологий с помощью такового нанопинцета можно будет создавать сбору наномеханизмов и остальных маленьких устройств.
Источник: