可用來製造能捕捉、存儲和彎曲光線的複雜物體，如化學感測器等
圖片引自WiKi
改寫自科學網
美國Sccience Daily與物理學家組織網PHYSORG.com，2010年5月28日報導，美國科學家找到了一種方法，使7個 “奈米殼”（nanoshell）自組裝成一個具有獨特光學性能的“七聚物”。科學家表示，就像兒童使用積木搭建出複雜的建築物或者車輛一樣，這種自組裝奈米粒子的方法可以用來製造能夠捕捉、存儲和彎曲光線的複雜物體，比如化學感測器、奈米雷射器等。相關研究論文刊登在27日的《科學Science》雜誌上。
哈佛大學(Harvard University)工程與應用科學院(School of Engineering and Applied Sciences)應用物理學家費德里克•卡帕索(Federico Capasso)領導的科學團隊製造出了該物質，研究成員也包括 “奈米殼”粒子的發明人、美國萊斯大學(Rice University)電子和電腦工程系(Department of Electrical and Computer Engineering)教授、奈米光子學實驗室(Halas Nanophotonics Group)主任娜歐米•哈拉斯(Naomi J. Halas)。
哈拉斯發明的“奈米殼”是一種光學性質可調控的新型奈米顆粒，它是一種中空的金質或銀質球體，其大小只有紅血細胞的二十分之一，裏面含有二氧化矽填充物。“奈米殼”的中空形狀讓遊移在金原子中的電子在吸收光能方面特別有效率，而改變殼的厚度後，吸收光線的頻率也隨之改變，這特別適用於生物技術方面的應用。比如，把“奈米殼”注入腫瘤之中，並以紅外線光照射腫瘤，即可提高其溫度，借此消除腫瘤。
該論文的聯合作者之一、美國萊斯大學的物理學和天文學教授彼得•努德蘭德(Peter Nordlander)指出，新方法製造出的“七奈米殼”結構創造了一種特殊的共振模式，這種共振會產生特定的光波干涉效應。他還表示，這些特性只會出現在人造物體中，因為這些“七聚物”具有自組裝特性，因此，它們比較容易被製造出來，具有很大的商業應用潛力。
努德蘭德說，新的“七聚物”能夠捕捉光、存儲能量並且讓光以特殊的形式彎曲，而天然物質無法做到這一點，因此，新結構非常適合用來製造超靈敏的生物和化學感測器、奈米雷射器以及光子集成回路等。
努德蘭德是世界著名的電漿子光學(Plasmonics、Nanophotonics)專家，他在2008年預測，一個由奈米殼製造出的“七聚物”會產生法諾共振(Fano Resonance)，這激發了卡帕索的研究靈感，開始著手建造這個結構。之前，卡帕索也使用該方法製造出了磁性的由3個“奈米殼”製造的“三聚物”。
哈拉斯表示，金屬表面的自由電子在適當的電磁波激發下，自由電子與電磁波耦合產生集體震盪，此即所謂的表面電漿共振(SPR, surface plasmon resonance)，其發生於金屬與介質的交界面。奈米殼是所有電漿子光學奈米粒子家族中功能最多的一員，奈米粒子自組裝方法可以用來製造複雜的二維和三維結構，“七聚物”的成功製造就證明了這一點。
Sicence原文論文
Self-Assembled Plasmonic Nanoparticle Clusters
Science 28 May 2010:
Vol. 328. no. 5982, pp. 1135 - 1138
DOI: 10.1126/science.1187949
Jonathan A. Fan,1 Chihhui Wu,2 Kui Bao,3 Jiming Bao,4 Rizia Bardhan,5 Naomi J. Halas,5 Vinothan N. Manoharan,1,6 Peter Nordlander,3 Gennady Shvets,2 Federico Capasso1,*
1 School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, 29 Oxford Street, Cambridge, MA 02138, USA.
2 Department of Physics, University of Texas at Austin, 1 University Station C1600, Austin, TX 78712, USA.
3 Department of Physics, Rice University, MS 61, Houston, TX 77005, USA.
4 Department of Electrical and Computer Engineering, University of Houston, 4800 Calhoun Road, Houston, TX 77204, USA.
5 Department of Electrical and Computer Engineering, Rice University, 6100 Main Street, MS-366, Houston, TX 77005, USA.
6 Department of Physics, Harvard University, 17 Oxford Street, Cambridge, MA 02138, USA.
留言列表
