تصویری هنری از نانولوله‌های کربن در حال پراکندگی نور

به گزارش خبرگزاری الکترونیوز و به نقل از فیزورگ، نانولوله‌های کربنی که ورقه‌هایی استوانه‌ای و لوله‌ای‌شکل از اتم‌های کربن هستند، بر اساس پژوهش انجام‌شده به رهبری جی‌وونگ پارک (Jiwoong Park)، استادیار شیمی و زیست‌شناسی شیمیایی کورنل، ممکن است روزی سیم‌های پراکنده‌کننده‌ی نوری ایده‌آلی را به وجود آورند. این سیم‌ها آنتن‌های بسیار ریز و تا حد زیادی نامرئی هستند که دارای توانایی کنترل، جذب و انتشار رنگ‌های خاصی از نور در مقیاس نانو هستند. این مطالعه که با همکاری گارنت چان (Garnet Chan)، به عنوان نویسنده‌ی دیگر مقاله، انجام شده است، در تاریخ نوزدهم دسامبر به صورت آنلاین در مجله‌ی Nature Nanotechnology انتشار یافته است. نویسنده‌ی اصلی مقاله دانیل. ی. جوه (Daniel Y. Joh)، دانشجوی سابق آزمایشگاه پارک، است.

پژوهشگران از پراکندگی رایلی (Rayleigh) نور -همان پدیده‌ای که آسمان آبی را به وجود می‌آورد- ناشی از نانولوله‌های کربنی که در آزمایشگاه کشت داده شده بودند، استفاده کردند. آن‌ها کشف کردند که تا زمانی‌که انتشار پراکندگی نور به صورت کلاسیک و ماکروسکوپی باشد، رنگ و شدت تشعشعات پراکنده به‌وسیله‌ی ویژگی‌های کوانتومی ذاتی تعیین می‌شود. به بیان دیگر، ساختار پیوند مولکولی ساده‌ی کربن-کربن نانولوله‌ها، که با ویژگی‌های ساختارهای نوری نانومقیاس فلزی امروزی متفاوت است، مستقل از شکلشان، تعیین می‌کند که آن‌ها چگونه نور را پراکنده کنند.

پارک توضیح می‌دهد: «حتی اگر شما آن را در مقیاس کوچک هم به کار ببرید چیزی تغییر نخواهد کرد، زیرا این پراکندگی اساساً مولکولی است.»

آن‌ها دریافته‌اند که انتقال نور نانولوله‌ها مانند مدلی کوچک‌مقیاس از آنتن‌های فرکانس رادیویی که در Walkie-Talkie ها یافت می‌شوند، رفتار می‌کنند؛ تنها با این تفاوت که آن‌ها به جای امواج رادیویی با نور کنش و واکنش دارند. آن‌ها دریافته‌اند که اصولی که کنش و واکنش‌های بین نور و نانولوله‌های کربنی را هدایت می‌کنند، با قواعد بین آنتن رادیویی و سیگنال رادیویی یکسان هستند.

به‌منظور اجرای آزمایش‌هایشان، پژوهشگران از روشی بهره بردند که در آزمایشگاه خود آن را توسعه داده بودند. این روش اثر سیگنال مزاحم پس‌زمینه را، به‌وسیله‌ی روکش کردن سطح بستر با یک واسطه‌ی انکساری تطبیق شاخص که بستر را از نظر نوری و نه فیزیکی ناپدید می‌کند، به‌طورکامل از بین می‌برد. این ترفند که به آن‌ها اجازه می‌داد طیف نوری تولیدشده توسط نانولوله‌ها را مشاهده کنند، در یک مطالعه‌ی دیگر که در Nano Letters انتشار یافته است، به شکل جزئی بررسی شده است.

همچنین، این ترفند امکان مشخصه‌سازی سریع و آسان تعداد زیادی از نانولوله‌ها را ایجاد می‌کند که این می‌تواند راهی به سوی گسترش دسته‌های منظم بیشتری از نانولوله‌ها باشد.

لینک دائمی | نسخه مناسب چاپ | ارسال لينك اين صفحه به دوستان |