புதிய ஒளியியல் சாமணம் மூலம் ஒளிரும் நிறத்தைக் கட்டுப்படுத்தல்

ஒளியியல் துறையில் ஒரு பெரிய பிரச்சனை வண்ணக் கட்டுப்பாடு ஆகும். அதனால், தான் சில வண்ண லேசர்கள் மட்டுமே உள்ளன. இன்றுவரை, நிறத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கு உமிழ்ப்பான்களின் வேதியியல் கட்டமைப்பை அல்லது கரைப்பான்களின் செறிவை மாற்றியமைக்க வேண்டும், இவை இரண்டுக்கும் நேரடி தொடர்பு தேவைப்படுகிறது. இந்தத் தொழில்நுட்பங்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுவதை இந்தத் தடைகள் தடுத்துவிட்டன.

“இத்தகைய நிலைகள் நிறத்தை விரைவாக மாற்றுவது சாத்தியமற்றது, செல் போன்ற நுண்ணிய இடைவெளிகளில் அல்லது பரிமாற்றம் இல்லாத மூடிய அமைப்புகளில் ஒளி மூலமாகப் பயன்படுகின்றன” முந்தைய ஆராய்ச்சியில் அவர்கள் உருவாக்கிய தொழில்நுட்பங்கள் “ஒளியியல் சாமணம் (optical tweezers)” ஆதாரங்களாகும். பேராசிரியர் சுபோய் தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, ஒளி அழுத்தத்தை மட்டுமே பயன்படுத்தி, ஒளிர்வு நிறத்தை தொலைவிலிருந்து கட்டுப்படுத்த முடியும் என்பதைக் காட்டினார்.

அவர்களின் கண்டுபிடிப்புகள் சமீபத்தில் ஜெர்மன் சர்வதேச இதழான Angewandte Chemie-இல் ஆன்லைனில் வெளியிடப்பட்டன.

பல ஆண்டுகளாக, பேராசிரியர் சுபோய் மற்றும் அவரது சகாக்கள் லேசரைப் பயன்படுத்தி நானோமீட்டர் மற்றும் மைக்ரோமீட்டர் அளவிலான பொருட்களைப் பிடிக்கும் மற்றும் கையாளும் தொழில்நுட்பத்தில் ஆராய்ச்சியை மேற்கொண்டனர். இந்த “ஒளியியல் சாமணம்” தொழில்நுட்பத்தை ஆராய்வதில், கருப்பு சிலிக்கான் எனப்படும் ஊசி வடிவ நானோ அமைப்புடன் கூடிய சிலிக்கான் படிகமானது மாதிரி கரைசலில் மூழ்கியதைக் கண்டறிந்தனர். நானோ கட்டமைப்பின் ஒளியியல் புலத்தை மேம்படுத்தும் விளைவு பெரிலீன்-மாற்றப்பட்ட பாலிமரில் சிக்கியது. கரைசலின் உள்ளூர் செறிவு அதிகரிப்பதற்கும் பாலிமர்களின் மொத்தத்தை உருவாக்குவதற்கும் காரணமாகிறது.

“பெரிலீனின் செறிவு அதிகரிக்கும் போது, ​​அது ஒரு எக்சைமர் எனப்படும் ஒரு இருஅணிக்கோவை கிளர்வு இடத்தை உருவாக்குகிறது,” என்று முன்னணி எழுத்தாளர் ரியோட்டா டகோ விளக்குகிறார். இந்த எக்சைமர்கள் ஒளிரக்கூடிய ஒளியை உற்பத்தி செய்கின்றன, அவை அவற்றின் செறிவு அளவைப் பொறுத்து நிறத்தை மாற்றும்.

அகப்படும் லேசரைப் பயன்படுத்தாத முந்தைய பொறி சோதனைகளில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் இதைத்தான் பார்த்தார்கள். லேசர் கற்றை செறிவு அதிகரித்ததால் (அதாவது, லேசரின் திறன்), ஒளி அழுத்தமும் அதிகரித்தது, இது கருப்பு சிலிக்கான் மேற்பரப்பில் செறிவு அடர்த்தியாக மாறியது.

லேசர் செறிவை சார்ந்து பாலிமர் மொத்த மாற்றத்திலிருந்து ஒளி உமிழ்வின் நிறம் கவனிக்கப்பட்டது. குறைந்த தீவிரத்துடன், நீல நிறத்தில் இருந்து பச்சை, மஞ்சள் மற்றும் இறுதியாக ஆரஞ்சுக்கு மாறியது. வண்ண மாற்றங்கள் முழுமையாக மீளக்கூடியவை.

கிளர்வு வளாகங்கள் மற்றும் கிளர்வு ஆற்றல் பரிமாற்றங்கள் உற்சாகமான நிலைகளை நம்பியுள்ளன. அதாவது, அவை UV மற்றும் அருகிலுள்ள IR பகுதிகள் மற்றும் புலப்படும் பகுதியிலும் பயன்படுத்தப்படலாம். நுண்ணய இயந்திரக் கூறுகள் மற்றும் உள்செல்லுலார் வரைபடத்தில் ஒளி மூலங்களாகப் பயன்படுத்துவதற்கு பெரிலீன்-மாற்றியமைக்கப்பட்ட பாலிமர்களைப் பயன்படுத்துவது குறித்த கூடுதல் ஆராய்ச்சியை ஆராய்ச்சியாளர்கள் தற்போது ஊக்குவித்து வருகின்றனர்.

References:

• Chen, H., Seto, T., & Wang, Y. (2022). An efficient blue phosphor with high thermal stability for lighting and optical pressure sensor applications. Inorganic Chemistry Frontiers.
• Miniewicz, A., Bartkiewicz, S., Orlikowska, H., & Dradrach, K. (2016). Marangoni effect visualized in two-dimensions Optical tweezers for gas bubbles. Scientific reports, 6(1), 1-8.
• Enger, J., Goksör, M., Ramser, K., Hagberg, P., & Hanstorp, D. (2004). Optical tweezers applied to a microfluidic system. Lab on a Chip, 4(3), 196-200.
• Kotsifaki, D. G., & Chormaic, S. N. (2019). Plasmonic optical tweezers based on nanostructures: fundamentals, advances and prospects. Nanophotonics, 8(7), 1227-1245.
• Wang, F., Toe, W. J., Lee, W. M., McGloin, D., Gao, Q., Tan, H. H., & Reece, P. J. (2013). Resolving stable axial trapping points of nanowires in an optical tweezers using photoluminescence mapping. Nano letters, 13(3), 1185-1191.