Способ перемещения наноалмазов с помощью лазеров разработали в Японии

Способ перемещения наноразмерных алмазных частиц с помощью лазеров разработали в университете Хоккайдо, 13 января сообщает журнал Science Advances.

Метод оптического захвата и манипулирования объектами уже используется в оптике, биологических науках и химии. Но воздействовать на объекты становится намного сложнее, как только они достигают наноразмерных масштабов.

«Мы считаем, что наш подход может позволить новому классу оптико- силовых методов исследовать характеристики передовых наноматериалов и квантовых материалов, а также разрабатывать современные наноустройства», — говорит Кэйдзи Сасаки из университета Хоккайдо.

В наноалмазах решетки атомов углерода иногда содержат дефект, в котором два соседних атома углерода заменяются атомом азота и вакансией (флуоресцентным центром). Это влияет на их квантово-механические свойства.

Наночастицы реагируют на свет по-разному в зависимости от их квантово-механических свойств. Наноалмазы с этим флуоресцентным центром (резонансные наноалмазы) поглощают зеленый свет и испускают красный квант.

Они применяются в биологической визуализации, зондировании и однофотонных источниках. Наноалмазы без флуоресцентных центров нерезонансные.

Сасаки и его коллеги пропитали оптическое нановолокно растворами наноалмазов с флуоресцентными центрами и без них. Луч зеленого лазера, пущенный через один конец нановолокна, захватил один наноалмаз с флуоресцентными центрами и перенес его в прямом направлении.

Ученые продемонстрировали, что когда зеленый и красный лазер светят на наноалмазы с противоположных сторон оптического нановолокна, движение резонансных и нерезонансных наноалмазов можно контролировать независимо.

Для нерезонансных наноалмазов красный лазер толкает их сильнее, чем зеленый лазер. Однако резонансные поглощают красный лазерный свет и, следовательно, сильнее толкаются зеленым лазером. Таким образом, их можно было сортировать по оптическим свойствам.

Кроме того, количество флуоресцентных центров в резонансных наноалмазах можно было бы определить количественно, наблюдая их движение в этих условиях.

На следующем шаге исследователи планируют метод оптических перемещений применить к органическим наночастицам, легированным красителем. Они могут быть использованы в качестве нанозондов в системах биодетекции.