Glasnanopartikler viser uventet kobling, når de svæver med laserlys

Optisk fældefangst er en teknik, der bruger en fokuseret laserstråle til at manipulere og begrænse små partikler i tre dimensioner. Denne teknik er blevet brugt til at studere en lang række fænomener, herunder materialers optiske egenskaber, biologiske molekylers dynamik og dannelsen af ​​selvsamlede strukturer.

I en nylig undersøgelse brugte et team af forskere fra University of California, Berkeley optisk fangst til at svæve glasnanopartikler i et vakuumkammer. De fandt ud af, at når nanopartiklerne blev bragt tæt sammen, begyndte de at interagere med hinanden på uventede måder. Denne interaktion blev medieret af laserstrålens elektriske felt, som inducerede en ladningsadskillelse i nanopartiklerne.

Forskerne observerede, at nanopartiklerne kunne danne stabile klynger eller "dimerer", hvor de to nanopartikler blev holdt sammen af ​​elektrostatiske kræfter. De fandt også ud af, at nanopartiklerne kunne rotere rundt om hinanden, og at rotationshastigheden kunne styres af laserstrålens intensitet.

Denne undersøgelse giver ny indsigt i de grundlæggende interaktioner mellem nanopartikler og lys. Det demonstrerer også potentialet ved optisk fangst som et værktøj til at studere egenskaberne af nye materialer og til at manipulere individuelle nanopartikler med udsøgt præcision.

Konsekvenser for videnskab og teknologi

Evnen til at manipulere og kontrollere individuelle nanopartikler har en bred vifte af potentielle anvendelser inden for videnskab og teknologi. For eksempel kan det bruges til at udvikle nye materialer med skræddersyede optiske og elektriske egenskaber, til at skabe nye sensorer og enheder og til at studere de grundlæggende interaktioner mellem atomer og molekyler.

Undersøgelsen har også betydning for området optofluidics, som er studiet af lysets interaktion med væsker. Optofluidics har potentialet til at revolutionere en bred vifte af applikationer, herunder lægemiddellevering, billeddannelse og diagnostik. Evnen til at kontrollere nanopartikler med lys kunne give nye måder at manipulere væsker og materialer i optofluidiske enheder.

Konklusion

Studiet af samspillet mellem glasnanopartikler og laserlys giver ny indsigt i nanopartiklernes grundlæggende egenskaber og de potentielle anvendelser af optisk fangst. Denne forskning åbner nye veje til at udforske egenskaberne af nye materialer og til at manipulere individuelle nanopartikler med udsøgt præcision.