پرتوهای رنگی به نانو ذرات شکل می‌دهند

پژوهشگران در روشی ساده‌تر از روش تغییرات حرارتی، توانستند با تاباندن پرتوهای رنگی نور به محلول نقره، نانوذرات نقره را به شکل میله، مثلث، ۶ضلعی، ۱۲ضلعی و دایره درآورند و …

پژوهشگران در روشی ساده‌تر از روش تغییرات حرارتی، توانستند با تاباندن پرتوهای رنگی نور به محلول نقره، نانوذرات نقره را به شکل میله، مثلث، ۶ضلعی، ۱۲ضلعی و دایره درآورند و ذرات یک‌دست‌تری بدست آورند.

چه تعداد شیمی‌دان لازم است تا رنگ لامپ ال.ای.دی را تغییر بدهیم ؟دو نفر! اما دو نفر از همین شیمی‌دان‌ها نشان داده‌اند که می‌توان با انتخاب رنگ، شکل نانوذرات محلول نقره را تغییر داد.

کوین استمپلکوسکی و جوآن اسکایانو از دانشگاه اوتاوا واقع در کانادا توانسته‌اند با تاباندن نورهای سبز، قرمز، نارنجی، بنفش و آبی به محلول یون نقره، ذرات نقره را به ترتیب به شکل‌های شش ضلعی، میله‌ای، مثلثی، کروی یا دوازده وجهی درآورند.

انتخاب شکل نانوذرات بسیار مهم است، زیرا به این وسیله می‌توان خصوصیات آنها را تغییر داد. برای مثال نانوذرات نقره برای ساخت پارچه‌های ضد باکتری به کار می‌رود و ذرات مثلثی شکل، کشنده‌ترین نوع را تشکیل می‌دهند.

تغییر شکل ساده

استمپلکوسکی و اسکایانو از محلول نیترات نقره با دو ماده افزودنی استفاده کردند. یکی از آنها شکل‌دهی ذره را آغاز می‌کند، در حالی‌که دیگری از بزرگ‌شدن بیش از حد آنها جلوگیری می‌کند.

این ذرات با استفاده از نور فرابنفش به وجود می‌آیند که باعث می‌شود ذرات کوچک نقره که هر کدام ۳ نانومتر از یکدیگر فاصله دارند، در محلول ته‌نشین شوند. تغییر دادن رنگ ال.ای.دی به یک فرکانس مشخص برای ۲۴ ساعت باعث می‌شود این نانوذرات به شکل دلخواه و با فاصله بین ۵۰ تا ۲۰۰ نانومتر از یکدیگر در بیایند.

اما چرا تابش نور باید منجر به تغییر شکل این نانوذرات شود؟ نورهای رنگی، میدان الکترومغناطیسی در اطراف ذرات نقره به وجود می‌آورند که باعث می‌شود آن‌ها به نزدیک‌ترین همسایه خود بچسبند.

استامپلکوسکی در این باره گفت: «نور باعث شکل‌دهی ذراتی می‌شود که طول‌موج مشخصی دریافت می‌کنند و این پروسه تا زمانی که همه ذرات این نور جذب شده را به اشتراک بگذارند، ادامه پیدا خواهد کرد».

هر رنگ خاص، میدان الکترومغناطیسی خاصی را القا می‌کند که باعث می‌شود نانوذرات به یک شکل مشخص در کنار یکدیگر قرار بگیرند. این بدان دلیل است که انرژی نورانی جذب شده به گرما تبدیل می‌شود و این ذرات را به شکل معینی در جای خود تثبیت می‌کند. از آن‌جاکه ذرات، نور را در فرکانس معینی جذب می‌کنند، رنگ محلول نیز تغییر می‌کند؛ برای مثال ۱۲ ضلعی‌ها نور آبی را جذب می‌کنند و درنتیجه، محلول به رنگ زرد پرتغالی (یعنی مکمل آن) درمی‌آید.

استمپلکوسکی می‌گوید: «روش فعلی برای شکل دادن به نانوذرات نقره، گرم کردن آنها در یک دمای مشخص است. اما تغییر دادن ناگهانی دمای محلول دشوار است و این روش باعث به وجود آمدن مخلوطی از شکل‌های گوناگون می‌شود. این درحالی است که تغییر پرتوهای رنگی آسان‌تر است و می‌تواند نتیجه یکنواخت‌تری به ما بدهد».

تیم جورج شاتز از دانشگاه نورث‌وسترن در ایلی‌نوی آمریکا، اولین شخصی بود که نشان داد نور می‌تواند باعث تغییر رشد ذرات نقره شود. اما او می‌گوید: «این موضوع که شما می‌توانید با استفاده از این روش شکل ذرات را تغییر دهید، بسیار هیجان‌انگیز است. نانوذراتی که شکل و ابعاد دقیقی داشته باشند، در سنجش و تشخیص پزشکی مورد توجهند».

جان کلی، نور-شیمی‌دان در ترینیتی کالج دوبلین واقع در ایرلند که در زمینه نانوذرات نقره نیز فعالیت می‌کند، در این باره گفت: «به دلیل این‌که این روش با نور کار می‌کند، می‌توان آن را در دمای اتاق یا حتی پایین‌تر به کار برد».