ساخت نانوآنتن با الهام از طبيعت

[yasaman hedayati]

محققان فرانسوي موفق به ساخت نانوآنتني شدند که مي‌تواند نور را تقويت کند. در اين نانوآنتن از رشته‌ دي‌ان‌اي و نانوذرات طلا استفاده شده است.


به گزارش سرويس فناوري ايسنا، آنتن‌هاي راديويي در تلويزيون‌ها و تلفن‌هاي همراه سيگنال‌هاي راديويي را تقويت مي‌کند از همين شيوه مي‌توان براي تقويت نور نيز استفاده کرد.

پژوهشگران مرکز ملي تحقيقات علمي فرانسه (CNRS) با همکاري همتايان خود در دانشگاه آيکس مارشال موفق شدند براي نخستين بار با استفاده از رشته‌هاي کوتاه دي‌ان‌اي و نانوذرات طلا آنتن نوري توليد کنند که قادر است نور را به‌دام انداخته و دوباره نشر دهد.



نتايج اين پژوهش که در آن جزئيات ساخت اين آنتن نوري آمده در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Accelerated single photon emission from dye molecule-driven nanoantennas assembled on DNA در نشريه Nature Communications به چاپ رسيده است.

ادامه اين تحقيقات مي‌تواند به توليد ديودهاي نشر نور کاراتر، پيل‌هاي خورشيدي کوچک‌تر و حتي کرايوفتوگرافي کوانتومي منجر شود.

از آنجايي که نور خاصيت موجي دارد؛ بنابراين مي‌توان آنتن‌هايي توليد کرد که پرتوهاي نوري را تقويت کند. مکانيسم اين تقويت دقيقا مشابه آن چيزي است که در آنتن‌هاي راديويي و تلويزيوني اتفاق مي‌افتد. با اين حال، از آنجايي که پرتوهاي نوري ميليون‌ها برابر سريع‌تر از امواج راديويي نوسان دارند؛ بنابراين يک شي بسيار کوچک در ابعاد نانو لازم است تا بتواند اين پرتوهاي بسيار سريع را دريافت کند. محققان اين پروژه از دو نانوذره طلا براي توليد اين آنتن استفاده کردند.




اين گروه تحقيقات فرانسوي از موسسات فرانسل و لانگيوين براي اولين بار اين نانوآنتن را با الهام از طبيعت توليد کردند. اين نانوآنتن داراي ساختاري بسيار ساده بوده به‌ طوري که کار با آن بسيار آسان است. اين گروه تحقيقاتي نانوذرات طلا به ابعاد 36 نانومتر را رشد دادند سپس يک رنگ آلي فلورسانس را روي رشته‌هاي دي‌ان‌اي کوتاه سنتز شده به‌ طول 10 تا 15 نانومتر قرار دادند. اين مولکول‌هاي فلورسانس مانند منبع کوانتومي عمل مي‌کند و براي آنتن فوتون‌هاي مورد نياز را تامين مي‌کند. نانوذرات به‌ کار رفته در اين سيستم موجب تقويت برهمکنش ميان نور و آنتن مي‌شود.




پژوهشگران اين پروژه ميلياردها نانوآنتن را در فاز محلول توليد کردند در اين نانوآنتن‌ها محل قرار گيري مولکول فلورسانس بسيار دقيق بوده و با کنترل بالايي با دقت نانومتري تعيين شده بود براي اين کار از ويژگي‌هاي اسکلتي دي‌ان‌اي استفاده شده بود.


تمام اين کارها با کمک فناوري ليتوگرافي رايج انجام شد فناوري که امروز براي توليد ميکروپردازشگرها استفاده مي‌شود. با تداوم اين تحقيقات و کوچک‌سازي، مي‌توان LEDهاي کاراتر، شناساگرهاي سريع‌تر و پيل‌هاي خورشيدي متراکم‌تر وکوچک‌تر توليد کرد. از اين منبع نوري نانومقياس مي‌توان در کرايوفتوگرافي کوانتومي استفاده کرد.