นักวิจัยในสหราชอาณาจักรได้ค้นพบปรากฏการณ์ใหม่ที่พลังงานจากแสงที่จำกัดอยู่ในโพรงนาโนสามารถ “ดึง” อะตอมออกจากพื้นผิวทองคำได้ ทำให้พวกมันสามารถสร้างสารเชิงซ้อนที่มีหมู่ฟังก์ชันได้ งานทดลองของพวกเขาไม่สามารถถ่ายโอนไปยังเคมีอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย แต่สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกอันล้ำค่าสำหรับการวิจัยและพัฒนาในสาขาวิทยาศาสตร์หลายสาขา พันธะชั่วคราวระหว่าง
โมเลกุล
และพื้นผิวโลหะมีความสำคัญต่อสาขาต่างๆ เช่น ไฟฟ้าเคมี อิเล็กทรอนิกระดับโมเลกุล และที่สำคัญที่สุดคือการเร่งปฏิกิริยา นักวิจัยทราบดีว่าแสงสามารถช่วยในกระบวนการนี้ได้ แต่รายละเอียดกลไกที่แน่นอนนั้นยังไม่แน่นอน แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์อธิบายว่า “คุณมีชุมชนวิทยาศาสตร์พื้นผิว
และคนเหล่านี้คือผู้ที่ทำการสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์ในอุโมงค์ ซึ่งมักจะทำที่อุณหภูมิต่ำ โดยดูที่อะตอมที่ถูกดูดซับบนพื้นผิว” สามารถติดตามตำแหน่งของโมเลกุลได้ แต่ Baumberg ชี้ให้เห็นว่า “คุณไม่เห็นการทำงานของสารเคมีใดๆ โดยทั่วไป” เขากล่าวเสริมว่า “ในอีกด้านหนึ่ง คุณมีนักเคมี
และพวกเขาสนใจในปฏิกิริยาของโมเลกุลกับพื้นผิว แต่พวกเขาไม่รู้จริง ๆ ว่าสิ่งนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร”พื้นผิวทองคำที่ใช้งานได้ในการทดลองใหม่ของพวกเขา และเพื่อนร่วมงานได้ทำการปิดพื้นผิวทองคำที่ทำหน้าที่โดยโมเลกุลต่างๆ ด้วยอนุภาคนาโนทองคำเปลือย ทำให้เกิดโพรงนาโนหนา 1 นาโนเมตร
ในช่องว่างระหว่างส่วนต่อประสานระหว่างหน้าสัมผัสของอนุภาคนาโนและพื้นผิวระนาบ จากนั้นจึงฉายรังสีพื้นผิวที่ปกคลุมด้วยอนุภาคนาโนด้วยแสง 633 นาโนเมตร แสงมีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงกับพื้นผิวทองคำผ่านปฏิกิริยาพลาสโมนิก ซึ่งสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สั่นของแสงจะจับคู่กับความหนาแน่น
ของอิเล็กตรอนที่สั่นในโลหะ สิ่งนี้จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูงในโพรงนาโน รามานสเปกโทรสโกปีที่ปรับปรุงพื้นผิวแสดงให้เห็นว่าภายในโพรงนาโนนี้ อะตอมสามารถกระโดดออกจากพื้นผิวทองคำได้ในบางครั้ง ทิ้ง “พิโคคาวิตี้” ที่เล็กกว่าไว้และแสงจ้าในความเข้มของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
“เมื่อห้าปีที่แล้ว
เราคงบอกคุณไปแล้วว่าคุณบ้าไปแล้วถ้าคุณเชื่อว่าคุณสามารถจำกัดแสงให้อยู่ในระดับอะตอมเดียวได้” กล่าว นักวิจัยได้พิจารณาว่าการไล่ระดับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของแรงออปติคัลเองสามารถรับผิดชอบต่อปรากฏการณ์นี้ได้หรือไม่ ซึ่งพวกเขาเรียกว่าการถอนด้วยแสง อย่างไรก็ตาม พวกเขาสรุปว่า
กองกำลังเหล่านี้จะอ่อนแอเกินไป ในทำนองเดียวกัน แบบจำลองการให้ความร้อนด้วยแสงอย่างง่ายต้องการให้แสงให้ความร้อนแก่พื้นผิวทองประมาณ 12,000 K ในขณะที่การสังเกตแนะนำให้ยังคงอยู่ที่อุณหภูมิห้อง สายล่อฟ้าในแบบจำลองที่เหมาะกับการสังเกตมากที่สุด โมเลกุลจะทำหน้าที่
เป็นสายล่อฟ้า และแสงจะลดสิ่งกีดขวางพลังงานเพื่อให้อะตอมหลบหนีโดยการส่งอิเล็กตรอนไปยังพื้นผิวทองคำ: “มันไม่ได้ลดลงจนเป็นศูนย์ทั้งหมด แต่มัน ลดลงมากพอที่จะมีโอกาสที่เพียงจากการสั่นสะเทือนของความร้อนแบบสุ่มรอบๆ อะตอมสามารถกระโดดข้ามสิ่งกีดขวางนั้นและเข้าไปในเงื้อมมือ
ของโมเลกุลได้” ในบทความที่ตีพิมพ์ นักวิจัยได้อธิบายวิธีที่พวกเขาศึกษากลุ่มฟังก์ชันที่ไม่เกิดปฏิกิริยา และพบว่า บางครั้งอาจคงอยู่นานกว่าหนึ่งนาที แม้ว่าเปลวไฟจะดับเร็วกว่านั้นมากก็ตาม “เราได้ตรวจสอบโมเลกุลอื่นๆ ทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากโมเลกุลสามารถผ่านปฏิกิริยาเคมีได้
และแสงแฟลร์เหล่านี้ในการทดลองครั้งก่อนๆ” เขากล่าว “แต่เขาไม่สามารถพูดอะไรเกี่ยวกับคุณสมบัติที่สำคัญ เช่น เวลาการก่อตัวหรืออายุการใช้งานได้ เพราะโมเลกุลแต่ละตัวสามารถตั้งขนานกับพื้นผิวหรือเอียงได้ ดังนั้นเขาจึงมีห้า หรือหกสเปกตรัมและพวกมันทั้งหมดแตกต่างกันเล็กน้อย …
สิ่งใหม่คือการพัฒนาวิธีการทดลองที่ชาญฉลาดมากในการรับสเปกตรัมจำนวนมหาศาลอย่างรวดเร็ว ดังนั้นเขาจึงสามารถหาค่าเฉลี่ยและการประยุกต์ใช้การวิเคราะห์ทางสถิติอย่างชาญฉลาดเพื่อแยกสิ่งเหล่านี้ แนวคิดที่สำคัญมาก” อย่างไรก็ตาม แนะนำว่าข้อกำหนดในการใส่โมเลกุลในโพรงนาโน
หมายความว่า
การตั้งค่าที่ใช้ที่นี่ไม่น่าจะมีประโยชน์โดยตรงในเคมีอุตสาหกรรม และ ก็เห็นด้วย “สิ่งที่ดีจริงๆ คือตอนนี้เรามีเครื่องมือที่จะเริ่มเห็นว่าเกิดอะไรขึ้นในพื้นที่จำกัดเหล่านี้” กล่าว “แต่เรายังทำทฤษฎีสำหรับสิ่งนี้ไม่ได้ มีทฤษฎีอยู่ในบทความ แต่มันเป็นทฤษฎีคลาสสิกและทฤษฎีควอนตัมที่ปูด้วย
หินเล็กน้อย: เพื่อนร่วมงานบอกฉันว่าเราน่าจะใช้เวลา 10 ปีในการคำนวณเหล่านี้อย่างถูกต้อง”คุณจะเห็นสิ่งที่ซับซ้อนกว่านี้มาก” Baumberg อธิบาย “เราพยายามที่นี่เพื่อให้ระบบ [เสถียรที่สุด] เท่าที่ทำได้ แม้ว่าจะไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีที่ชัดเจน โมเลกุลนี้ยังคงทำอะไรบางอย่างกับพื้นผิวโลหะนี้”
และฟิสิกส์ชีวภาพอย่างไรก็ตาม เรายังต้องการวารสารคุณภาพสูงอีกมากที่ยอมรับงานวิจัยแบบสหวิทยาการที่มีมูลค่าสูงประเภทนี้ ในขณะที่ศูนย์วิจัยที่แยกตามสาขาวิชาดั้งเดิมก็มีความสำคัญเช่นกัน เป็นสาขาที่น่าตื่นเต้นที่ทุกคน – ไม่ว่าพวกเขาจะอยู่ที่ไหนในอาชีพของพวกเขา ได้เรียนรู้สิ่งใหม่ทุกวัน
ความหวังของฉันคือในอีก 10 หรือ 20 ปีข้างหน้า นักวิทยาศาสตร์ที่เริ่มต้นในสายอาชีพจะไม่รู้สึกผูกพันอีกต่อไปที่จะต้องสำรวจสาขาวิชาเฉพาะเพียงสาขาเดียวหรือต้องเลือกระหว่างงานเชิงทฤษฎีและงานทดลอง แต่จะเป็นการดีหากพวกเขาสามารถสนองความอยากรู้อยากเห็นทางวิทยาศาสตร์ได้ไม่ว่า
พวกเขาจะมาจากภูมิหลังใดก็ตาม เพราะถ้าพวกเขาทำอย่างนั้น ใครจะรู้ว่าต่อไปเราจะเจออะไร?ชั่วอายุคน มีเพียงสองคนเท่านั้นที่จะเข้ามาพร้อมๆ กัน ในช่วงต้นเดือนพฤศจิกายน ทีมนักฟิสิกส์จากสิ่งต่างๆ อาจผิดพลาดได้” เขากล่าว “เราต้องเรียนรู้ว่าสิ่งเหล่านั้นคืออะไร ก่อนที่เราจะทุ่มเทเวลาให้กับสิ่งที่มีค่ามาก”
credit: genericcialis-lowest-price.com TheCancerTreatmentsBlog.com artematicaproducciones.com BlogLeonardo.com NexusPheromones-Blog.com playbob.net WorldsLargestLivingLogo.com fathersday2014s.com impec-france.com worldofdekaron.com
