211service.com
Mazas spuldzītes
Uzklājot šauras gaismu izstarojošas šķiedras uz silīcija substrāta, kas rakstīts ar zelta elektrodiem, Kornela universitātes pētnieki ir radījuši ārkārtīgi mazus gaismas avotus, kuru izmēri ir tikai daži simti nanometru. Šķiedras ir izgatavotas no polimēra, kas ir iestrādāts ar gaismu izstarojošām molekulām, kuras iedegas elektriskā lauka iedarbībā. Kad pētnieki elektrodiem pieliek spriegumu, šķiedra dažādos punktos mirdz oranžā krāsā, līdzīgi kā Ziemassvētku gaismas, saka. Hektors Abruna , ķīmijas un ķīmiskās bioloģijas profesors Kornelā, kurš ir viens no projekta vadītājiem.
Nano lampas: Gaismu izstarojoša nanošķiedra aptver zelta elektrodus, kas atrodas 500 nanometru attālumā viens no otra. Kad elektrodiem tiek pieslēgts spriegums, iedegas mazs plankums 240x325 kvadrātnanometru platībā.
Pētnieki izmanto vienkāršu paņēmienu, ko sauc par elektrovērpšanu, lai šķiedras novietotu tieši uz pamatnes. Tā kā metode ir salīdzinoši vienkārša, gaismas avotiem jābūt viegli integrējamiem laboratorijas mikroshēmas ierīcēs, kur gaismu var izmantot, lai noteiktu ķīmiskās un bioloģiskās molekulas, piemēram, zāles un olbaltumvielas, kuras varētu marķēt ar fluorescējošām krāsvielām. vai var absorbēt daļu gaismas. Tā kā šķiedras ir izgatavotas no polimēriem, tās varētu izmantot elastīgos displejos. Jūs varat iedomāties, ka šīs [šķiedras] ir integrētas apģērbā, saka Džordžs Maljarass , Kornela materiālu zinātņu un inženierzinātņu profesors, kurš sadarbojas darbā ar Abrunu un Harolds Kreigheds Kornela Nanobiotehnoloģiju centrā.
Ļoti mazais gaismas avotu izmērs varētu arī novest pie jaunām pieejām mikroskopijas veikšanai, saka Malliaras. Šķiedru diametrs ir no 150 nanometriem līdz 5 mikrometriem. Taču gaismu izstarojošie plankumi uz šķiedrām ir 240 un 325 nanometri vai mazāki. Tas padara gaismas avotus mazākus par to izstarotās gaismas 600 nanometru viļņa garumu, kas ir īpašība, ko varētu izmantot jaunu mikroskopijas metožu izstrādei.
Lai elektrovērptu šķiedras, pētnieki ievieto nelielu polimēra šķīduma pilienu uz metāla adatas gala. Tad tie pieliek sprieguma starpību starp galu un silīcija substrātu, kas ir iegravēts ar zelta elektrodiem un ir novietots dažus milimetrus tālāk. Spriegums izraisa pilienu izstiepšanos un veido strūklu, kas plūst uz leju uz substrātu. Virzoties uz leju, šķīdinātājs iztvaiko, un sacietējušās polimēra šķiedras nogulsnējas uz pamatnes, kas pārklāta ar elektrodu.
Šajā gadījumā polimērs satur rutēnija molekulas, kas, pakļaujot elektriskajai strāvai, izstaro gaismu. Kad pētnieki pieliek spriegumu zelta elektrodiem, mazi plankumi uz šķiedras posmiem, kas aptver blakus elektrodus, spīd oranžā krāsā. Pie augsta 100 voltu sprieguma gaisma ir pietiekami spilgta, lai pētnieki to varētu redzēt tumsā, neskatoties uz izstarotāju mazo izmēru. Es teiktu, ka [tas] ir izrāviens nanoizmēra gaismas avotu izgatavošanas veidā, saka Stefans Bernhards , Prinstonas universitātes ķīmijas profesors.
Elektrovērpšanas tehnikai ir vairākas priekšrocības. Izmantojot šo metodi, vajadzētu būt iespējai izgatavot šķiedras ar diametru 50 nanometri vai mazāk, kas varētu novest pie vēl mazākiem gaismas avotiem, saka Malliaras. Turklāt šai tehnikai vajadzētu padarīt nanomēroga gaismas izstarotāju izgatavošanu praktiskās laboratorijas mikroshēmas ierīcēs salīdzinoši vienkāršu, lai gan joprojām būtu jāiegravē zelta elektrodi.
Atšķirīgais un ārkārtīgi interesants šī darba aspekts ir tajos aprakstīto gaismas avotu nelielais izmērs Džons de Mello , kurš Londonas Imperiālajā koledžā pēta nanomēroga organiskās gaismu izstarojošās ierīces. Viņš saka, ka līdz šim organisko gaismu izstarojošās ierīces parasti ir bijušas aptuveni viena kvadrātmilimetra izmēra, kas ir ideāli piemērotas standarta laboratorijas lietojumiem mikroshēmā, piemēram, baktēriju vai olbaltumvielu noteikšanai. Taču nanometru izmēra gaismas avoti būtu svarīgi nišas lietojumiem, kuriem nepieciešams ātrums un ļoti maza izšķirtspēja, piemēram, uzraugot ķīmiskās reakcijas norisi, ķimikālijām plūstot pa mikrofluidiskajiem kanāliem. Šī pieeja piedāvā iespēju ievērojami uzlabot šādu mērījumu izšķirtspēju, saka de Mello.
Tomēr vēl ir jāveic daudz pētījumu. Jebkuram praktiskam pielietojumam pētniekiem būtu precīzi jākontrolē šķiedru izvietojums uz silīcija substrāta. Bet darbs ir pirmais solis nanomēroga gaismas avotu izveidē, izmantojot vienkāršu metodi, saka Malliaras.
De Mello saka: Kad būs zināms, ka ir zema viļņa garuma gaismas avotu izgatavošanas lēts ceļš, varat būt drošs, ka kāds tiem atradīs pielietojumu. Tā ir šāda veida darba patiesā aizraušanās.