کد خبر: 130168
ف
عمر نقاط کوانتومی غول پیکر ساطع کننده نور ۵۰۰ برابر شد
پژوهشگران با افزایش ۵۰۰ برابری طول عمر نقاط کوانتومی غول پیکر ساطع کننده نور که می‌توانند در تصویربرداری پزشکی و فیزیک نور کمک کننده باشند، رکوردشکنی کردند.

به گزارش ثریا پژوهشگران روش جدیدی را برای ایجاد نقاط کوانتومی غول پیکر ساطع کننده نور کشف کرده‌اند که بر اساس آن یک ماده نانوبلور فوتونی می‌تواند سنتز شود و در تصویربرداری پزشکی و نورشناسی مورد استفاده قرار گیرد.

نقطه کوانتومی چیست؟

نقاط کوانتومی، نانوبلورهای نیمه هادی کلوئیدی هستند که به اندازه یک الکترون هستند. آنها در یک محلول سنتز می‌شوند(ترکیب و بالغ می‌شوند) و هنگامی که منبع نور به سمت آنها هدف گرفته می‌شود، فلورسانس(بازتابنده) می‌شوند و برای مدتی طولانی نور تابش می‌کنند. این در حالی است که نقاط کوانتومی غول پیکر به طور مداوم نور ساطع می‌کنند.

نقاط کوانتومی(QDs) نیمه هادی‌های کوچک و با اندازه زیر ۱۰ نانومتر هستند و دارای خواص الکترونیکی هستند که به دلیل مکانیک کوانتومی با ذرات بزرگ‌تر تفاوت دارند. آنها یک موضوع تمرکز اصلی برای فناوری نانو هستند. هنگامی که نقاط کوانتومی توسط نور فرابنفش روشن می‌شوند، یک الکترون در نقطه کوانتومی می‌تواند در حالت انرژی بالاتر برانگیخته شود. این فرآیند مربوط به انتقال یک الکترون از باند ظرفیت به باند رسانش است. الکترون برانگیخته می‌تواند به نوار ظرفیت بازگردد و انرژی خود را با انتشار نور آزاد کند که رنگ آن نور به اختلاف انرژی بین باند رسانش و باند ظرفیت بستگی دارد.

نقاط کوانتومی بعضی اوقات به اتم‌های غیر مصنوعی گفته می‌شود و بر تکین بودن آنها، داشتن حالت‌های الکترونیکی محدود مانند مواد اتمی یا مولکول‌های طبیعی تأکید می‌شود. نشان داده شده ‌است که موج الکترونیکی توابع کوانتومی با اتم‌های واقعی شباهت دارد و با اتصال دو یا چند نقطه کوانتومی می‌توان یک مولکول مصنوعی ساخت.

ویژگی‌های انتخابی نقاط کوانتومی به عنوان تابعی از اندازه و شکل تغییر می‌کند. نقاط کوانتومی بزرگتر با قطر پنج تا شش نانومتر از طول موج‌های طولانی‌تر با رنگ‌هایی مانند نارنجی یا قرمز ساطع می‌کنند و نقاط کوانتومی کوچکتر از طول موج کوتاه‌تر ساطع می‌شوند و رنگ‌هایی مانند آبی و سبز دارند. با این حال، رنگ‌های خاص بسته به ترکیب دقیق نقاط کوانتومی متفاوت است.

کاربردهای بالقوه نقاط کوانتومی شامل ترانزیستورهای تک الکترونی، سلول‌های خورشیدی، ال‌ای‌دی، لیزرها، منابع تک فوتونی، نسل دوم هارمونیک، محاسبات کوانتومی و تصویربرداری پزشکی است. اندازه کوچک آنها اجازه می‌دهد تا برخی نقاط کوانتومی در محلول به حالت تعلیق درآیند که ممکن است منجر به استفاده در چاپ جوهر افشان شود. این تکنیک‌های پردازش به هزینه‌های کم‌تر و وقت‌گیر ساخت نیمه هادی منجر می‌شود.

رسیدن به نقطه عطفی جدید

اکنون پژوهشگران دانشگاه شیکاگو به نقطه عطف جدیدی در توسعه نقاط کوانتومی دست یافته‌اند. آنها نقاط کوانتومی غول‌پیکر را سنتز کرده‌اند که پس از فلورسانس، نور را به مدت ۵۰۰ نانوثانیه ساطع می‌کنند و رکورد قدیمی چنین نانوموادی را بشکنند.

این گروه شامل پژوهشگرانی از دانشگاه پرینستون و دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و همچنین افرادی است که در آزمایشگاه اصلی دانشگاه شیکاگو مستقر هستند.

کشف یک ویژگی جدید

این گروه پژوهشی، ویژگی و ساختار جدیدی را نشان داد که می‌تواند الکترون‌ها را به ‌صورت فضایی محلی‌سازی کند. این ساختار جدید به الکترون‌ها اجازه می‌دهد تا روی حفره‌های درون یک هسته یا ساختار ناهمسان پوسته تمرکز کنند. این کار با تنظیم بار الکترون روی انرژی جنبشی سطح انرژی بالقوه سهموی انجام می‌شود.

گزارش گروه پژوهش

پرستون اسنی، دانشیار شیمی در دانشگاه کالیفرنیا و نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید، این جداسازی حامل بار (الکترون) در طول عمر تک نانوذره پیوسته خاصیت تابشی ماندگار و بادوام ایجاد می‌کند.

وی در بیانیه‌ای افزود: این ویژگی‌ها کاربردهای جدیدی را برای فیزیک نور و نورشناسی ممکن می‌سازد و رویکردهای جدیدی مانند تصویربرداری تک ذره‌ای با دریچه زمانی را تسهیل می‌کند و همچنین راه‌هایی برای توسعه سایر مواد پیشرفته جدید ایجاد می‌کند.

نقاط کوانتومی تحریک شده‌اند

پژوهشگران توانستند نقاط کوانتومی را با قرار دادن آنها در یک پرتوی نور در حالت تحریک قرار دهند که منجر به حالت اکسایتون(exciton) شد. حالت اکسایتون یک جفت الکترون یا حفره است. با نقاط کوانتومی غول پیکر، الکترون در پوسته الکترونی دور از مرکز یا هسته جابجا می‌شود. الکترون در این حالت به دام می‌افتد و بیش از ۵۰۰ نانوثانیه نور ساطع می‌کند که رکورد جدیدی برای این فرآیند است.

تصویربرداری بیولوژیکی از چنین نانوذراتی هدف این گروه پژوهشی است. کاربردهای اساسی دیگری از چنین نانومواد نیمه هادی تابشی وجود دارد که حتی به عنوان تامین کننده نور در لیزرهای میکرونی می‌تواند بسیار گسترده باشد.

کمک این ویژگی جدید به مطالعات بیولوژیکی

پژوهشگران در این مقاله نوشته‌اند: نقاط کوانتومی به ‌عنوان مواد گسیل‌کننده، نوید ایجاد نمایشگرهای کارآمدتر را می‌دهند و به دلیل خواص نوری بسیار قوی‌شان می‌توانند به ‌عنوان کاوشگرهای فلورسنت برای پژوهش‌های زیست‌پزشکی استفاده شوند. آنها ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از رنگ‌های ارگانیک جاذب هستند و تقریباً در برابر نوررنگ‌بری(photobleaching) تاثیرناپذیر هستند، به همین دلیل است که در تلویزیون‌های جدید QLED استفاده می‌شوند.

آینده نقاط کوانتومی

پژوهشگران می‌گویند که نقاط کوانتومی غول‌پیکر می‌توانند در اکتشافات بیولوژیکی به رکنی بنیادی تبدیل شوند، چرا که آنها برخی از فرآیندهای نوری خاص را مانند انتشار طول موج‌های سرخ با پراکندگی کم و داشتن تداخل کمتر پس‌زمینه حاصل از نویز دنبال می‌کنند.

پژوهش‌ها روی این نقاط کوانتومی غول پیکر می‌تواند به دلیل ویژگی‌های نور افشانی مداوم آنها ادامه یابد. برای مثال، هر دانشمندی که در حال مطالعه سرطان است، می‌تواند پروتئین‌های مربوطه را برچسب‌گذاری کند. سپس آن پروتئین‌ها را می‌توان در طول عمر سلول بدون از دست دادن دینامیک بیولوژیکی دنبال کرد. چیزی که امروزه یک مشکل رایج در مطالعه فلورسانس است.

این پژوهش در مجله Nano Letters منتشر شده است.

منبع: خبرگزاری ایسنا


مرتبط ها
ارسال نظر
chapta
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.

ویژه برنامه‌های هفته وحدت در تجمعات شبانه

افتتاح دفاتر مشاوره وقف در سراسر کشور

برگزاری رویداد رحمه للعالمین در باغ کتاب

دانشجویان خارجی جشنواره هنر و رسانه عهد همزیستی را برگزار می‌کنند

وقف بر پایه ایثار، نوع‌دوستی و دوراندیشی استوار است

آغاز انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد

شرکت های فناوری خواستار افزایش دفاع سایبری در مقابل حملات هوش مصنوعی

نوار نانویی ۳ داروی مسکن را در کمتر از ۲ ثانیه آزاد می‌کند

قدرتمندترین موشک اروپا به پرواز درآمد

تاکید علمای مسلمان بر عملی کردن وحدت و ایستادگی در مقابل دشمن مشترک

نزاع حجاب، از ابتدا نزاع بر سر قدرت زن بود

البرز زیر بار کمبود مدرسه؛ مهاجرت چالش بزرگ مدارس البرز

توانمند سازی و گذار از الفبا رویکرد جدید سواد آموزی استان سمنان

جزئیات بورسیه تحصیلی صنعت و مشاغل در پذیرش کارشناسی ارشد ۱۴۰۵

غرامت ۱۸ میلیارد دلاری متا برای فرار از شکایت ایالت‌های آمریکا

واکنش دانشگاه صنعتی خواجه نصیر به کناره گیری رئیس آن

نفوذ هکرهای چینی به ناسا و سنای آمریکا ردیابی شد

موبایل‌های آینده چگونه تغییر می‌کنند؟

از خیال‌پردازی سرامیک تاشاعرانگی کاغذ در ماه هنر؛ تکثرِ بودن در پایتخت

محمد اصفهانی در دومین شب از «روایت رحمت» روی صحنه می‌رود

در طبیعت چه خبر است؟ یک مجموعه خواندنی برای کودکان

پرچم ایران روایتی از خون، باور، ایستادگی و تمنای رسیدن

تاکید بر نقش هنرستان‌ها در مقابله با چالش‌های جنگ اقتصادی

کاظمی: دشمن تلاش می‌کند تا دولت‌ها را از صف مردم جدا کند

امین و مهدیه احمدزاده؛ خواهر و برادر شهید مینابی

پذیرش برگزیدگان المپیادهای جغرافیا و علوم زمین بدون کنکور ابلاغ شد

نتایج آزمون صلاحیت گروه پرستاری سال ۱۴۰۵ اعلام شد

جزئیات آزمون مرحله انفرادی هجدهمین المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی

دفترچه انتخاب رشته آزمون کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۵ منتشر شد

آغاز انتخاب رشته داوطلبان مجاز آزمون کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۵ از امروز

سینمای زیرزمینی ایران بررسی شد؛ از بحران بازنمایی تا اقتصاد نامرئی

روایت دبیر انجمن سرود کانون پرورش فکری از برگزاری یک جشنواره ملی

«حبیبی یا نبی»؛ نغمه‌ای برای پیامبر رحمت

ریدلی اسکات با «ستاره های سگی» بدترین فیلمش را ساخت

«کوری» از پرونده‌های قضایی تا ممیزی؛ این سریال مروج مشروبات الکلی است؟

رازهایی که در یک کشو پنهان است؛ چه کسی دست‌خط قاتل را تقلید کرد؟

برای پویایی صنف باید صدای جوان‌ها را جدی گرفت؛ سکوت معنا دارد

نسخه ویژه نابینایان «روزی روزگاری» منتشر می‌شود

وقتی مستند، حافظه میراث ملی را بیدار می‌کند

ایرانی‌خوانی نمایشنامه «تاجماه» برگزار شد

«رویای نیمه شب» و ضرورت ساخت آثار تلویزیونی با موضوع مهدویت

وقف رقیب اقتصاد کشور نیست

بیستمین آزمون سراسری قرآن پس از وقفه ای طولانی برگزار می‌شود

دانشمندی که هنوز رازهایش کشف نشده است؛ کیمیای رازی در تاریخ علم

تجلیل از ۴۵ چهره شاخص در اولین دوره جایزه جهانی دیپلماسی فرهنگی

تاسیس ۱۳ مؤسسه جدید فرهنگی قرآن و عترت

برگزاری آزمون بخش معارفی چهل و نهمین دوره مسابقات سراسری قرآن اوقاف

شرق‌شناسی بدون ایران‌شناسی، امکان یا امتناع؟

متن نوبت‌دهی آرایشگاه برای عید؛ نمونه‌هایی برای جذب مخاطب

دانشگاه‌ها با ورزش تاب‌آوری دانشجویان را تقویت کنند

راهنمای ثبت‌نام پذیرفته‌شدگان دکتری دانشگاه علامه طباطبائی اعلام شد

پایان رویای «تنگه ترامپ» و غروب توهمات طاغوت روزگار در اعماق خلیج فارس

بهنام تشکر کارآگاه علوی جدید شد

برگزاری بزرگداشت ابن سینا با حضور اندیشمندان ایرانی و خارجی

تجربه‌های جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب

تلقی رایج از موسسات خیریه غلط است؛ انتشار نخستین گزارش زیست بوم خیریه

برگزاری جشن‌های میلاد پیامبر مهربانی‌ها با محوریت خون‌خواهی رهبر شهید

رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم

آیا بین «امر تاریخی» و «امر ایمانی» می توان تمایزی مفهومی ایجاد کرد؟

ابن‌شهرآشوب روایات را دستکاری می‌کرد؟

تشخیص زودهنگام سرطان سینه با طراحی یک نانوزیست‌حسگر در دانشگاه تهران

استکبار جهانی به زباله‌دان تاریخ می‌پیوندد؛ خونخواهی رهبر شهید حق ماست

حمایت مجری معروف اخبار عراق، از خلیج فارس+عکس

جدیدترین تصویر از آیت الله سیستانی

صعود دانشجوی دانشگاه آزاد به بام ایران با یاد دانشمند شهید دکتر طهرانچی +عکس

آغاز کلاس‌های نیمسال اول دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور

حمله هکرهای ایرانی یک واحد تولید برق را در انگلیس تعطیل کرد

شکایت آمریکا از تیک تاک با ۴۰۰ میلیون دلار تسویه شد

واکنش قالیباف به جنگ اقتصادی ترامپ و دار‌دسته‌اش+عکس

کلید اولیه ۵ آزمون علوم پزشکی منتشر شد

کلید اولیه آزمون‌های سراسری و پذیرش دانشجو معلم سال ۱۴۰۵ منتشر شد

سنت‌های اجتماعی قرآن، راهی برای فهم عمیق حوادث بزرگ اجتماعی

میراث علمی ادبی ابن سینا از زبان محققان روسی، ازبکستانی و گرجستانی

مسجد سوخته کوی نصر بازسازی و افتتاح شد

رهبر شهید چگونه «وابستگی موشکی» را پیش از شکل‌گیری خنثی کرد؟

تصویب عناوین درسی مدارس بین‌الملل ایران برای نخستین‌بار

برنامه‌های درسی دانشگاه فرهنگیان به‌روزرسانی شود

افتخارآفرینی دانش‌آموزان ایرانی در رقابت بین‌المللی نوآوری فیزیک مالزی

فروش کتاب‌های درسی دانش‌آموزان فقط از سامانه رسمی مقدور است

در جامعه مهدوی رفتارها بر پایه ایثار و حذف انگیزه‌های سودجویانه است

کلید اولیه آزمون‌های سراسری و پذیرش دانشجو معلم سال ۱۴۰۵ منتشر شد

کلید اولیه ۵ آزمون علوم پزشکی منتشر شد

نتایج اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در دهه اول شهریور اعلام می شود

پذیرش پژوهشگران پسادکتری تقاضامحور در ۱۲ دانشگاه و مرکز پژوهشی کشور

دفترچه انتخاب رشته آزمون کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۵ منتشر شد

آغاز کلاس‌های نیمسال اول دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور

برگزاری جشن‌های میلاد پیامبر مهربانی‌ها با محوریت خون‌خواهی رهبر شهید

حمایت مجری معروف اخبار عراق، از خلیج فارس+عکس

برنامه‌های درسی دانشگاه فرهنگیان به‌روزرسانی شود

ورود دانشجویان جدید با تأخیر انجام می‌شود/ کلاس‌ها حتما حضوری است

جزئیات آزمون مرحله انفرادی هجدهمین المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی

فروش کتاب‌های درسی دانش‌آموزان فقط از سامانه رسمی مقدور است

رهبر شهید چگونه «وابستگی موشکی» را پیش از شکل‌گیری خنثی کرد؟

دانشگاه‌ها با ورزش تاب‌آوری دانشجویان را تقویت کنند

آغاز انتخاب رشته داوطلبان مجاز آزمون کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۵ از امروز

در جامعه مهدوی رفتارها بر پایه ایثار و حذف انگیزه‌های سودجویانه است

رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم

توسعه تعاملات علمی و پژوهشی ایران و کشورهای بریکس

تجربه‌های جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب

اعلام جزئیات شهریه دانشجویان شهریه‌پرداز دانشگاه الزهرا(س)

کاظمی: فرهنگ ایثار و شهادت، مزیت رقابتی ما در برابر دنیای استکبار است

سنت‌های اجتماعی قرآن، راهی برای فهم عمیق حوادث بزرگ اجتماعی

میراث علمی ادبی ابن سینا از زبان محققان روسی، ازبکستانی و گرجستانی

ابن‌شهرآشوب روایات را دستکاری می‌کرد؟

تصویب عناوین درسی مدارس بین‌الملل ایران برای نخستین‌بار

افتخارآفرینی دانش‌آموزان ایرانی در رقابت بین‌المللی نوآوری فیزیک مالزی

شکایت آمریکا از تیک تاک با ۴۰۰ میلیون دلار تسویه شد

خدمات مرکز مشاوره دانشگاه علم و صنعت حضوری شد

راهنمای ثبت‌نام پذیرفته‌شدگان دکتری دانشگاه علامه طباطبائی اعلام شد

برگزاری بزرگداشت ابن سینا با حضور اندیشمندان ایرانی و خارجی