Обертання нановолокон за допомогою світла Автор: Andriy · Опубліковано: 04.03.2010 11:18 · Розділ: Наука

Нановолокна, піддані обертанню. Фото взято з сайту sci-lib.com
Нановолокна, піддані обертанню. Фото взято з сайту sci-lib.com

Італійські вчені з National Nanotechnology Laboratory досягли успіху в обертанні полімерного нановолокна за допомогою світлового потоку. Створений таким чином «наноробот» може бути застосований у будь-якій оптичній наномашині, принцип дії якої базується на ідеології фотонних ланцюгів. Також розробка може бути застосована в наступному поколінні фотонних силових мікроскопів.

Незважаючи на те, що сила тиску світла занадто мала, щоб відчувати її в повсякденному макро-світі, вона цілком може експлуатуватися при концентрації певної кількості фотонів в фотонних наноланцюгах. Вчені часто використовують цю методику, щоб переміщати частинки (розміри яких не перевищують декількох мікрон), фіксуючи їх у «пастці» у центрі лазерного променя; така техніка має назву «оптичний пінцет». Методика дозволяє досить легко за допомогою одного тільки світла оперувати такими об'єктами, як один єдиний атом або біологічна клітина.

Раніше світловий тиск вже застосовувався і для обертання подовжених об'єктів. Однак, для того, щоб оперувати нанопроводами і нанотрубками, необхідний був промінь світла з круговою поляризацією. Нова методика, запропонована італійськими вченими з National Nanotechnology Laboratory в University of Salento, припускає використання світлового потоку без умов, що накладаються на його поляризацію.

Створена дослідниками експериментальна установка нагадує перевернутий оптичний мікроскоп. Починається процедура обертання з фокусування лазерного променя малої потужності на одному з кінців нановолокна. Самі нановолокна при цьому мають бути вирівняні по осі світлового пучка, завдяки чому за допомогою високоточної камери (яка також є частиною установки) можна спостерігати зображення поперечного перерізу волокна. Наступним кроком сфокусований промінь переміщається до точки, розташованої трохи вище початкового центру фокусування (тобто трохи вище одного з кінців структури).У результаті нановолокна опиняються вже поза пасткою в стані нестабільної рівноваги під дією інших зовнішніх сил.

Далі дослідники підвищували потужність лазерного випромінювання, збільшуючи «тяжіння» пастки. Під дією оптичної сили, яка збільшується, один з кінців нановолокна починає переміщатися до центру «пастки», тобто нахилятися. Так запускається процес обертання. Надалі процес може управлятися або підвищенням потужності лазера, або зміною нахилу нановолокна.

Виконана вченими робота показує, що положенням і орієнтацією в просторі полімерного нановолокна можна керувати з використанням тільки лише світлового потоку, без спеціальних умов, що накладаються на його властивості (на зразок певного роду поляризації тощо). Враховуючи, що подібні полімерні волокна можуть використовуватися в інтегрованих фотонних нанопристроях, у запропонованої техніки обертання, швидше за все, буде велике майбутнє. Адже завдяки цій методиці можливе створення виключно оптико-механічних нанопристроїв.

За словами італійської дослідницької групи, наступним кроком буде проведено дослідження процесу управління обертанням пов'язаної групи полімерних нановолокон. Крім того, їхня робота торкнеться металевих та напівпровідникових наноструктур. Ймовірно, успіх у використанні оптичних пасток для подібних наноструктур буде залежати не тільки від їх складу, а й від геометрії.

Джерело sci-lib.com


Інші новини розділу

  • Вчені навчилися передбачати рівень інтелекту людини

    Вчені навчилися передбачати рівень інтелекту людини · Jane Holiday · 04.07.2017 11:31

    Люди водночас люблять та ненавидять те, як швидко змінюється та упорядковується цей світ. Ця напруга відчувалася завжди, і нерідко ставала предметом для роздумів. Але тепер, коли вчені можуть створювати карти людського мозку, передбачувати інтелектуальні здібності не складає жодних труднощів.


  • Поради для швидкого написання «диплому»

    Поради для швидкого написання «диплому» · Anastasia · 07.12.2016 18:07

    На сьогоднішній день існує безліч лайфхаків, які допомагають швидко написати наукові роботи. В залежності від зайнятості та розумових здібностей студента написання робіт може забирати певну кількість часу. Перш за все, варто оцінити свої можливості і поставити певну ціль.


  • Вчені назвали найбільший вулкан у світі

    Вчені назвали найбільший вулкан у світі · Марина Левицкая · 25.12.2015 11:08

    Вулкани в усі часи приваблювали людей своєю могутністю та красою. Виверження вулкану – це неймовірне та незабутнє явище.


  • Чи може закінчитись пам'ять?

    Чи може закінчитись пам'ять? · Марина Левицкая · 02.12.2015 11:57

    Важко переоцінити роль пам'яті в житті людини. Вона допомагає засвоювати нові знання про навколишній світ і самого себе. Завдяки пам'яті людина набуває нові вміння та навички, тому це справжній подарунок долі. В повсякденному житті пам'ять допомагає правильно організувати свій час чи знайти потрібну річ.


  • Бездумне освоєння Арктики може розбудити смертельний вірус

    Бездумне освоєння Арктики може розбудити смертельний вірус · Марина Левицкая · 09.11.2015 11:08

    Науковці із Росії та Франції заявили про те, що вони виявили в сибірській вічній мерзлоті страшний гігантський вірус. Дослідники припускають, що йому близько 30 тисяч років. Він має назву Mollivirussibericum, що з латинської перекладається, як м'який сибірський вірус. Вчені вважають, що такі віруси дуже небезпечні для людини. Вони здатні виживати в будь-яких умовах на протязі досить довгого часу. Люди бездумно освоюють Арктику і тому ризикують розбудити це страшний вірус.