Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. а) Схема эксперимента для детектирования наноразмерных объектов b) изменение показаний осциллографа от количества добавленных нанообъектов
Рисунок 2. Изменение частоты на осциллографе в зависимости от количества нанообъектов при детектировании вируса Influenza A, наночастиц полистирена диаметром 15 нм и наночастиц золота диаметром 10 нм
Рисунок 3. Детектирование с помощью лазера с двумя различными значениями энергии мод. а) Спектр лазера b) колебания на осциллографе и соответствующее фурье-преобразование с,d) диаграммы, иллюстрирующие уменьшение ошибки при использовании "двухмодного" лазера
Рисунок 4. Детектирование в воде. а) Спектр лазера b) колебания на осциллографе c) фотография микролазера под водой

Лазерный шепот

Ключевые слова:  лазер, мода шепчущей волны

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

13 июля 2011

Детектирование наноразмерных объектов, в частности различных вирусов, без применения маркеров весьма привлекательно. Однако низкая поляризуемость этих объектов, вместе со слабым контрастом показателя преломления нанообъекта относительно окружающей среды сильно ограничивают набор экспериментальных средств. Одним из немногих оставшихся инструментов в арсенале исследователей является лазер так называемой "моды шепчущей волны" (WGM), чьей особенностью является наличие нескольких пространственных радиальных мод.

Схема детектирования, предложенная коллективом американских ученых, состоит из лазера (источник подкачки, тороидальный резонатор, в котором также заключено рабочее тело- кварц, легированный ионами эрбия), мультиплексора, разделяющего две моды излучения, которые затем вновь "встречаются" в фотодетекторе, на выходе которого детектировался тон биений, равный разности частот расщепленных мод лазера. Однако при холостом ходе энергия обеих мод лазера (распространяющихся в противоположных направлениях) вырождена и на осциллографе наблюдается прямая линия. Как только наноразмерный объект (в статье это шарик полистирола или вирус гриппа Influenza A) попадает в переменное поле затухающих колебаний лазера вырождение снимается, и осциллограф "оживает". При увеличении количества нанобъектов разница энергий постепенно увеличивается, что отражается на увеличении частоты колебаний на экране осциллографа.

Для уменьшения ошибок в процессе детектирования (например, если система не "видит" вновь добавленной частицы) авторы статьи предлагают использовать лазер, работающий на модах с двумя невырожденными значениями энергии. Получаемый на осциллографе спектр после фурье-преобразования позволяет разделить расщепление, вызванное детектируемыми частицами, на разных модах, и независимо друг от друга детектировать изменения частоты при добавлении новых порций наночастиц.

Еще более заманчиво детектировать наночастицы и биологические объекты в водной среде. Для решения этой проблемы исследователи использовали лазер с рабочим веществом Yb:SiO2, поскольку на длине волны, соответствующей переходу 2F5/22F7/2 иона иттербия (1040 нм), наблюдается слабое поглощение воды.


Источник: Nature Nanotechnology



Комментарии
Li Nick, 29 августа 2011 22:41 
"моды шепчущей волны" не совсем верно WGM- это Whispering gallery mode, т.е. мода шепчущей галереи

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Микрокрендель с Наносмыслом
Микрокрендель с Наносмыслом

Периодическую таблицу Менделеева опять улучшили: наночастицы пятивалентного плутония
Соединения шестивалентного плутония в щелочной среде могут привести к кристаллизации фазы (NH4)PuO2CO3, которая стабильна в течение нескольких месяцев и содержит пятивалентный плутоний. Получение новой фазы пятивалентного плутония фундаментально интересно и открывает новые возможности в разработке более эффективных технологий переработки радиоактивных отходов.

MAPPIC 2019. Второй день
15 октября 2019 года прошел второй день I Московской осенней международной конференции по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.