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.

اسرار آیفون ۱۸پرو در وب تاریک فاش شد

«حرف دلم را قورت دادم» روایتی صمیمی برای بیان احساسات و دغدغه‌های نوجوانان

قابلیت تازه واتس اپ برای چت کردن بدون افشای شماره موبایل

۴.۵ میلیون دانش‌آموز در مدارس غیردولتی تحصیل می‌کنند

فراخوان روایت وداع برای ثبت خاطرات مردمی از بدرقه رهبر شهید انقلاب

استفاده دانشجویان از هوش مصنوعی نظام ارزشیابی را با چالش مواجه کرده است

وزیر آموزش و پرورش: تشدید نظارت بر عملکرد مدارس غیردولتی الزامی است

۴۰ مدرسه قرچک برای اسکان زائران مراسم وداع رهبر شهید آماده می‌شود

مدرسه کانون هویت‌سازی و پرورش عزت و امید است

لایحه ایمنی آنلاین کودکان و نوجوانان در مجلس آمریکا تصویب شد

چگونه عاشورا به سرچشمه حقیقت تبدیل شد؟

کشف این ژن راز شکست بسیاری از بارداری‌ها را آشکار می‌کند

اولین تصویر تابوت متعلق به رهبر شهید انقلاب و خانواده ایشان

کاروان هنرهای نمایشی «بدرقه خورشید» راهی ۶ استان می‌شود

لحظه‌به‌لحظه وداع ملت با رهبر شهید انقلاب از امواج رادیو قرآن شنیدنی می‌شود

گریم متفاوت بازیگر بچه مهندس پربازدید شد+عکس

علت فوت فرزاد جمشیدی چه بود؟

آزمون انتخاب سردفتر اسناد رسمی در شهریورماه برگزار می‌شود

حل مشکلات استخدامی اعضای هیئت علمی جدید در دستور کار دانشگاه تهران

قائم‌مقام بنیاد ملی نخبگان: صدور مرحله‌ای کارت نخبگی بنیاد ملی نخبگان آغاز شد

اساسنامه جدید مؤسسات آموزش عالی غیردولتی توسط پزشکیان ابلاغ شد

تاخیر یک ساله در تشکیل جلسه شورای عالی فضای مجازی

تأمین کمک‌هزینه درمان زوجین نابارور/اعطای بسته سیسمونی به دانشجوی مادر

پیگیری اجرای مصوبه افزایش حقوق اساتید/بیش از ۴۰ درصد اساتید دانشگاه فاقد مسکن

۳ لایه پنهان تسلیحاتی‌سازی استارتاپ‌ها برای قتل عام سایبری و نظامی

رقابت جدید علمی بریکس؛ فرصت همکاری دانشمندان ایرانی با ۵ کشور عضو بریکس

اینستاگرام به دنبال شخصی سازی الگوریتم کاربران

جزئیات آزمون ارزیابی علمی متقاضیان انتقال رشته فیزیوتراپی از خارج اعلام شد

استرالیا جریمه شبکه‌های اجتماعی را دو برابر کرد

یک طرح جدید: یارانه غذای دانشجویان از ترم آینده مستقیم به کیف پول آنها واریز می‌شود

هواپیمای فضایی چین یک شیء مرموز را در مدار رها کرده است

آزمایش موشک «استارشیپ» پیش از پرواز سیزدهم با موفقیت به سرانجام رسید

صنعت هوانوردی اعلام کرد: ضایعات غذایی به سوخت جت تبدیل می‌شوند

شمارش معکوس تا پرتاب جدیدترین فناوری فضایی «اسپیس‌ایکس» آغاز شد

جدیدترین خبر از وضعیت فاطمه شکری بازیگر پیشکسوت

اکران فیلم استخر سروش صحت به تعویق افتاد

سری جدید انیمیشن «داستان اسباب‌بازی» همه رقبا را کنار زد

پیشنهاد وزیر علوم برای جذب دانشجویان پاکستانی در دانشگاه سیستان و بلوچستان

شرایط پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی فرهنگیان اعلام شد

فراهم شدن امکان ویرایش حوزه آزمون پذیرش دستیار تخصصی

زیرساخت‌های فرسوده ناسا دیگر پاسخگوی ماموریت‌های «آرتمیس» نیستند

راز کندی تنبل‌ها کشف شد

تأثیر پنهان طعم‌های محبوب سیگار الکترونیکی بر قلب را جدی بگیرید

آیا خاطرات را می‌توانیم بخوریم؟

عکس روز ناسا از ماراتن مریخ منتشر شد

کاروان دانش‌آموزی ایران با بهترین شرایط به ژیمنازیاد اعزام شود

دستورالعمل فعالیت‌های تابستانی مدارس ابلاغ شد

کلاس‌های جبرانی تابستانی دانش آموزان از ۱۵ تیرماه آغاز می‌شود

راه حل مقابله با مصرف مواد مخدر در محیط‌های دانشگاهی

صدور حکم اخراج دانشجوی امیرکبیر به دلیل اهانت به پرچم ایران

حضور ۱۱ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی کیواس ۲۰۲۷ ؛ دانشگاه تهران در صدر جدول

قرار بود ششم تیر و روز ترور آخرین روز جمهوری اسلامی باشد

تجلیل از گری اولدمن در جشنواره تلویزیونی بریتانیا

رسالت تداوم نهضت عاشورا و تاریخ‌نگاری زنده سیره تبلیغی امام سجاد(ع)

برگزاری ۵ شب عزاداری در دانشگاه تهران در دهه دوم ماه محرم

نگاهی به وضعیت معنویت انیمیشن کودکان در سه الگوی، دیزنی، پیکسار و جیبلی

پوشش بیش از ۱۰۰۰ رسانه‌ برای مراسم عاشورای کربلای معلی

مصاحبه دوره دکتری دانشگاه آزاد از امروز آغاز می‌شود

توسعه تعاملات دانشگاه‌های ایران و کشورهای عضو اکو در دستور کار

ایران به دانش فنی ساخت «مغز مصنوعی» دست یافت

در عصری هستیم که سرعت،فضیلت شده است/بحران معنایی انسان معاصر از کجاست؟

فراخوان کسب دانش فنی ساخت یک قطعه مهم در صنایع حساس و راهبردی

ثبت‌نام مدارس باید بر اساس محدوده محل سکونت انجام شود

زیارت تبلیغاتی صدام در عتبات/ سقوط یک سناریو توسط اسرای ایرانی

چرا امام حسین (ع) به پا خاست؟

تل زینبیه به روی بانوان زائر کربلا بازگشایی شد

اگر امام را نشناسیم، غربال خواهیم شد

هوش مصنوعی آنتروپیک شکاف در سیستم‌های دولت آمریکا را شناسایی کرد

امروز آخرین فرصت ثبت نام در پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵

ارسال آیین‌نامه جامع مدیریت دانشگاه‌ها به شورای عالی انقلاب فرهنگی

آغاز پویش «کارت نشاط» برای حمایت از دانش‌آموزان

آموزش و پرورش: شرایط ثبت‌نام دانش‌آموزان اتباع اعلام خواهد شد

نتایج نقل و انتقالات فرهنگیان شنبه اعلام می‌شود

ابررایانه چینی از رقبای آمریکایی پیشی گرفت

خوابگاه‌های علوم پزشکی تهران میزبان مهمانان مراسم تشییع پیکر رهبر شهید

برنامه زمانی امتحانات دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر تغییر کرد

حضور وزیر علوم در آیین عاشورای حسینی در زینبیه استانبول

آماده تسهیل فرآیندهای اداری و حمایت از ابتکارات نوآورانه هستیم

ظرفیت ۶۸ هزار نفری پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ اعلام شد؛ ثبت‌نام تا شنبه ۳۰ خرداد

نقش شهادت در آثار محمدعلی نادری؛ وقتی قلمو با زبان درد سخن می‌گوید

یک طرح جدید: یارانه غذای دانشجویان از ترم آینده مستقیم به کیف پول آنها واریز می‌شود

امروز آخرین فرصت ثبت نام در پذیرش کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵

ارسال آیین‌نامه جامع مدیریت دانشگاه‌ها به شورای عالی انقلاب فرهنگی

شرایط پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی فرهنگیان اعلام شد

مصاحبه دوره دکتری دانشگاه آزاد از امروز آغاز می‌شود

فراهم شدن امکان ویرایش حوزه آزمون پذیرش دستیار تخصصی

پیشنهاد وزیر علوم برای جذب دانشجویان پاکستانی در دانشگاه سیستان و بلوچستان

علت فوت فرزاد جمشیدی چه بود؟

ایران به دانش فنی ساخت «مغز مصنوعی» دست یافت

حضور ۱۱ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی کیواس ۲۰۲۷ ؛ دانشگاه تهران در صدر جدول

اگر امام را نشناسیم، غربال خواهیم شد

رسالت تداوم نهضت عاشورا و تاریخ‌نگاری زنده سیره تبلیغی امام سجاد(ع)

عکس روز ناسا از ماراتن مریخ منتشر شد

راز کندی تنبل‌ها کشف شد

آزمایش موشک «استارشیپ» پیش از پرواز سیزدهم با موفقیت به سرانجام رسید

توسعه تعاملات دانشگاه‌های ایران و کشورهای عضو اکو در دستور کار

هوش مصنوعی آنتروپیک شکاف در سیستم‌های دولت آمریکا را شناسایی کرد

برگزاری ۵ شب عزاداری در دانشگاه تهران در دهه دوم ماه محرم

تل زینبیه به روی بانوان زائر کربلا بازگشایی شد

دستورالعمل فعالیت‌های تابستانی مدارس ابلاغ شد

صنعت هوانوردی اعلام کرد: ضایعات غذایی به سوخت جت تبدیل می‌شوند

آیا خاطرات را می‌توانیم بخوریم؟

زیارت تبلیغاتی صدام در عتبات/ سقوط یک سناریو توسط اسرای ایرانی

نگاهی به وضعیت معنویت انیمیشن کودکان در سه الگوی، دیزنی، پیکسار و جیبلی

تأثیر پنهان طعم‌های محبوب سیگار الکترونیکی بر قلب را جدی بگیرید

فراخوان کسب دانش فنی ساخت یک قطعه مهم در صنایع حساس و راهبردی

شمارش معکوس تا پرتاب جدیدترین فناوری فضایی «اسپیس‌ایکس» آغاز شد

چرا امام حسین (ع) به پا خاست؟

کاروان دانش‌آموزی ایران با بهترین شرایط به ژیمنازیاد اعزام شود

اکران فیلم استخر سروش صحت به تعویق افتاد