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
اعلام نتایج اولیه آزمون دستیاری پزشکی در نیمه دوم خرداد
شیوه صحیح امر به معروف و نهی از منکر مطابق با سیره امام صادق (ع)
اطلاعات فاش شده درباره پرچمداران ۲۰۲۴ هواوی +عکس
اعلام جدیدترین نتایج اعتباربخشی دانشکدههای پزشکی کشور
آمار نهایی انتخاب رشته در آزمون دکتری سال ۱۴۰۳ اعلام شد
بازسازی چهره زن عراقی ۷۵ هزار ساله با اسکن سه بعدی+عکس
سونی برای آدمها کولر همراه ساخت+عکس
بی ام و وانت اتوماتیک ضدخش تولید کرد+عکس
زیباترین کهکشان مارپیچی که با تسکوپهای آماتوری هم دیده میشود+عکس
اسپاتیفای یکی از قابلیتهای خود را بیخبر پولی کرد
فشارهای اتحادیه اروپا عملکرد اپل را تغییر داد
چینیها از کپی تسلا رونمایی کردند+عکس
جزئیات هوش مصنوعی آیفون فاش شد
ظاهر عجیب جدیدترین خودروی فراری با یک موتور ۱۲ سیلندر+عکس
دمای عجیب و غریب این سیاره گازی در فضا ثبت شد
۸۰۰۰ هزار سال پیش چگونه انسانهای اولیه به این غار تاریک در فرانسه رفتند
ناسا یک پیام از فضا در نزدیکی زمین دریافت کرد
سحابی خوش آب و رنگ کله ماهی در فضا ثبت شد+عکس
دستور ساخت جت ۱۰۰ نفره در ایران صادر شد
نقشه آبی زمین پس از نیم قرن دوباره کشیده شد+عکس
اقدامات وزارت بهداشت برای افزایش امید و انگیزه دستیاران پزشکی
به تشکلهای دانشجویی گرنت اعطا میشود
۷۵ دانشگاه ایرانی در میان برترینهای آسیا در رتبهبندی تایمز
نشست «سواد بصری در مد و لباس» برگزار میشود
اولین نکوداشت روانشناسان رضوی برگزار می شود
پذیرش دانشجوی دکتری در پژوهشگاهها قانونی است
جزییات برگزاری کنکور مجدد برای داوطلبان سیل زده اعلام شد
کتاب چشمها تنها برای دیدن نیستند منتشر شد
رمان اجتماعی معمایی آفرودیت در نمایشگاه کتاب عرضه میشود
انتشار وضعیت فرهنگی ایران در پیمایش ارزشهای جهانی
آدرخش و رقص فانتومها در نمایشگاه کتاب طنین میاندازد
مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کارشناسی ارشد پیام نور تمدید شد
ترقی در علم و دانش کشور مرهون تلاش معلمان و سنگربانان تعلیم و تربیت است
حمایت دانشگاه علوم پزشکی شیراز از بیماران مبتلا به به سلیاک
انتخاب عضو هیات علمی دانشگاه محقق اردبیلی به عنوان استاد نمونه کشوری
رئیس جهاد دانشگاهی کشور وارد گلستان شد
طرح پایش و ارتقای سلامت اعضای جهاد دانشگاهی سلامت محور است
بررسی تاریخ ایران در چهار سده نخستین پس از اسلام
حمایت ۳۷ میلیارد تومانی از طرحهای حوزه اینترنت کوانتومی
کسب رتبه دوم در بین شرکت های بورسی و افزایش فروش و تولید در داروسازی دانا
هدیه ۲ میلیونی وزیر آموزش و پرورش به حساب معلمان واریز شد
جذب امریه سربازی در سازمان جهاد دانشگاهی خواجه نصیر
۱۷۰ دانشجوی نخبه امروز به عمره مفرده اعزام میشوند
کلید اولیه نوبت اول کنکور سراسری سال ۱۴۰۳ منتشر شد
بازبینی مصوبه افزایش ۲۰ درصدی ظرفیت پزشکی شورایعالی انقلاب فرهنگی
جنگنده رادارگریز سوخو ۷۵ روسیه به ایران میآید؟
خودروی جدید که شبیه گربهها ساخته شده است+عکس
خودروهای ایرانی چشم کرهشمالی را گرفت+عکس
بازبینی مصوبه افزایش ۲۰ درصدی ظرفیت پزشکی شورایعالی انقلاب فرهنگی
تمدید مهلت ثبتنام در جشنواره علمی - پژوهشی پژوهشسراهای دانشآموزی
خدمات رایگان دندانپزشکی برای دانشآموزان ۶ تا ۱۴ ساله روستایی
موافقت با افزایش حقالزحمه ساعت اضافه تدریس معلمان
دیدار جمعی از معلمان با رهبر انقلاب در روز چهارشنبه
تصویب نقشه راه اجراییسازی سند تحول بنیادین آموزش و پرورش
کشف ۸ هزار و ۳۰ نفر دانش آموزان بازمانده از تحصیل در استان اصفهان
طحاننظیف: قانون اساسی به کلاسهای درس برده شود
احداث ۵ دهکده جامع ورزشی/ جذب نخبگان در دانشگاه فرهنگیان
تعلیق بودجه دانشگاه فرانسوی به دلیل حمایت از فلسطین
اعزام دو کاروان از دانشجویان بنیاد نخبگان به عمره آغاز شد
حمله خشونتآمیز پلیس نیویورک به دانشجویان حامی فلسطین در کلمبیا
آیین بزرگداشت مقام معلم در دانشگاه اصفهان برگزار شد
ثبتنام پشت کنکوریها جهت ترمیم نمره آغاز شد
دانشگاهیان کشور باید با شبکهسازی به جنبش دانشجویان جهان بپیوندند
برگزاری بیست و دومین نشست شورای عالی اتحادیه دانشگاهها و مراکز پژوهشی ساحلی و دریایی
آزمون مجدد برای کنکوریهای زیرکوه ۲۱ اردیبهشت برگزار میشود
چند دستگاه هیوندای کونا وارد ایران شد+عکس
موشک سنگین آنگارا-آ۵ با موفقیت پرتاب شد+عکس
ستاره نوترونی مرده در کهکشان به صورت ناگهانی زنده شد+عکس
سلاح قدیمی و کوچک اوکراینیها که روسیه را زمین گیر کرد+عکس
سوخوهای روسی که قرار بود به ایران بیایند کجا رفتند؟
تعرفه وحشتناک جیمیل با هوش مصنوعی اعلام شد
علم حکمی؛ لازمه دستیابی به تمدن نوین اسلامی
بازگشت سونی اکسپریا به یک طراحی جدید+عکس
مسئله جدی امروز، زیستجهان مدرن است که راه مقابله فرهنگی با آن، تعامل بیشتر با جوانان است
ناسا به صورت تصادفی مریخ را بمباران کرد
ویژگیهای خاص ساعت گران قیمت گواردیولا+عکس
این پهپاد ایرانی به دشمنان فرصت فرار نمیدهد+عکس
داوطلبان متقلب دستگاههای جاسوسی پیشرفته داشتند/احتمال محرومیت تا ۵ سال
فراخوان ثبت پرسشنامه در بانک اطلاعاتی ابزارهای سنجش سلامت و کیفیت زندگی
دستگیری ۲۵ نفر از داوطلبان متقلب کنکور/ حدود ۱۲ درصد داوطلبان غایب بودند
بازگشت سونی اکسپریا به یک طراحی جدید+عکس
همه اجساد در خاک این شهر تجزیه نمیشود و سالم میماند+عکس
سوخوهای روسی که قرار بود به ایران بیایند کجا رفتند؟
این پهپاد ایرانی به دشمنان فرصت فرار نمیدهد+عکس
دستور ساخت جت ۱۰۰ نفره در ایران صادر شد
نکته عجیبی که در تلویزیون ۴K هواوی خبرساز شد
نقشه آبی زمین پس از نیم قرن دوباره کشیده شد+عکس
بازسازی چهره زن عراقی ۷۵ هزار ساله با اسکن سه بعدی+عکس
سلاح قدیمی و کوچک اوکراینیها که روسیه را زمین گیر کرد+عکس
چند دستگاه هیوندای کونا وارد ایران شد+عکس
سونی برای آدمها کولر همراه ساخت+عکس
رونمایی از برادر فیدلیتی هیبریدی در دو مدل پنج و هفت نفره+عکس
هشدار اپل درباره این حرکت اشتباه هنگام شارژ آیفون
بی ام و وانت اتوماتیک ضدخش تولید کرد+عکس
ویژگیهای خاص ساعت گران قیمت گواردیولا+عکس
رونمایی از موتور ۶ سیلندر ۴۰۰۰ سیسی ساخته محققان ایرانی+عکس
تغییرات غافل گیرکننده در iOS ۱۸ در راه است
موتور آمونیاک سوز تویوتا با قدرت بیشتر و آلایندگی کمتر
ملاقات ستاره دنباله دار با ماه و مشتری و اورانوس+عکس
تعرفه وحشتناک جیمیل با هوش مصنوعی اعلام شد
گوگل جایگزین یورگن کلوپ سرمربی لیورپول میشود
ستاره نوترونی مرده در کهکشان به صورت ناگهانی زنده شد+عکس
گشودن مقبره فراعنه مساوی با مرگ حتمی؟
پیکسل 8a گوگل برای گوشی سامسونگ شاخ و شانه کشید
نخبه ۱۲ ساله ایرانی در انجمن هوش مصنوعی شروع به کار کرد+عکس
سحابی خوش آب و رنگ کله ماهی در فضا ثبت شد+عکس
داخل ساختمانهای عجیب با علامت X در چین چه خبر است؟ +عکس
زیباترین کهکشان مارپیچی که با تسکوپهای آماتوری هم دیده میشود+عکس
خودروهای ایرانی چشم کرهشمالی را گرفت+عکس
جزئیات هوش مصنوعی آیفون فاش شد
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.