مهندسی معکوس نانوذرات برای رسیدن به مورفولوژی خاص

محققان روش مهندسی معکوس برای طراحی نانوذرات با ویژگی خاص ارائه کردند. آنها با این روش مورفولوژی مورد نظر برای رسیدن به یک کاربرد از پیش تعیین شده را روی نانوذرات ایجاد می‌کنند.

کد خبر: ۴۷۹۴۳۴

يکشنبه - ۲۷ دی ۱۳۹۴ / January 17, 2016

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ به نقل از ستاد نانو؛ محققان روش مهندسی معکوس برای طراحی نانوذرات با ویژگی خاص ارائه کردند. آنها با این روش مورفولوژی مورد نظر برای رسیدن به یک کاربرد از پیش تعیین شده را روی نانوذرات ایجاد می‌کنند.

نانوذرات فلزی زمانی که فرکانس‌های نوری برانگیخته می‌شوند، رزونانس پلاسمون سطحی منطقه‌ای را تجربه می‌کنند. وجود این رزونانس پلاسمون سطحی موجب بروز ویژگی‌هایی در ماده می‌شود که از این ویژگی‌ها می‌توان در حوزه‌های مختلف استفاده کرد.

اخیراً محققان دانشگاه یوتا با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه بوستون موفق به ارائه روش جدیدی برای طراحی خودکار نانوذرات فلزی شده‌اند. در حال حاضر ساخت ادوات پلاسمونیک با محدودیت‌هایی روبرو است. با استفاده از روش‌های رایج، اشکال هندسی خاصی را می‌توان طراحی کرد که نیازمند اصلاحاتی در سطح ماده است. چنین فرآیندی معمولاً زمان‌بر بوده و موجب فاصله افتادن میان توسعه فناوری و کاربرد صنعتی می‌شود.

بنابراین، لزوم ارائه روشی برای طراحی خودکار این سیستم‌ها احساس می‌شود. چنین روشی می‌تواند به محقق اجازه دهد تا با سرعت بالا نانوساختار مورد نظر خود را که نیازهای تحقیقاتی را تامین می‌کند، طراحی کند.

اخیراً مقاله‌ای با عنوان Inverse Design of Metal Nanoparticles’ Morphology در نشریه Photonics منتشر شده‌است که در آن روشی برای طراحی اشکال نانوذرات براساس کار خاصی که لازم است انجام دهند، ارائه شده است. در واقع به جای این که محققان یک ماده بسازند و بعد دریابند که این ماده می‌تواند میدان مغناطیسی را پراش دهد، ماده را طوری طراحی می‌کنند که بتواند این کار را انجام دهد.

محققان برای انجام این کار از یک معادله ریاضی موسوم به فرمول گیلیس استفاده کردند. با این رابطه می‌توان اشکال مختلفی که در طبیعت وجود دارد را روی یک ماده خاص به کار برد.

پژوهشگران از این رابطه برای طراحی ساختار سه‌بعدی نانوذرات استفاده کردند تا آن را به‌گونه‌ای طراحی کنند که میانگین میدان الکتریکی روی سطح را به حداکثر برسانند. این میدان نقش بنیادی در پراش رامان افزایش یافته سطحی ایفا می‌کند.

در واقع در این روش از مهندسی معکوس برای طراحی نانوذراتی استفاده شده که بتواند یک ویژگی خاص را داشته باشد. این نانوذرات به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتواند میدان الکتریکی را روی سطح در حداکثر مقدار ممکن داشته باشد.