جسيمات نانوية ذهبية مقترنة بالبلازمون مفيدة لاستشعار التاريخ الحراري

الصفحة الرئيسية > صحافة > جزيئات الذهب النانوية المقرونة بالبلازمون مفيدة لاستشعار التاريخ الحراري

الطول الموجي الذروة لطيف الانقراض البصري المستقطب كدالة لدرجة حرارة الاسترداد ، مما يوضح السلوك المعتمد على درجة الحرارة الذي يمكن تطبيقه على مستشعرات التاريخ الحراري البصري. رصيد الصورة: مهدي رضوي.

المستخلص:
أظهر الباحثون أن شد بوليمرات ذاكرة الشكل المضمنة في مجموعات من جزيئات الذهب النانوية يغير اقترانها ، مما يؤدي إلى ظهور خصائص بصرية مرغوبة. أحد التطبيقات المحتملة للمادة هو المستشعر الذي يعتمد على الخصائص البصرية لتتبع التاريخ الحراري للكائن أو البيئة.

جزيئات الذهب النانوية المقرونة بالبلازمون مفيدة لاستشعار التاريخ الحراري

دورهام ، نورث كارولاينا | نُشر في الأول من أبريل 1

موضوع الخلاف هو بوليمر قابل للمط مضمن في غلاف الذهب النانوي. إذا تم تسخين المادة وشدها ، متبوعًا بتبريدها لدرجة حرارة الغرفة ، فإن المادة ستحتفظ بشكلها الممتد إلى أجل غير مسمى. بمجرد إعادة تسخينها إلى 120 درجة مئوية ، تعود المادة إلى شكلها الأصلي.

ولكن المثير للاهتمام حقًا هو أن الغلاف النانوي الذهبي لا يتشتت تمامًا في البوليمر. وبدلاً من ذلك ، فإنها تشكل مجموعات ، حيث يقترن رنين مأكلهم السطحي. تتمتع هذه الجسيمات النانوية المقرونة بالبلازمون بخصائص بصرية تتغير اعتمادًا على مدى قربها من بعضها البعض ، والتي تتغير عند التمدد يغير شكل المركب.

"عند تقييم ذروة الطول الموجي للضوء الذي تمتصه المادة ، هناك اختلافات كبيرة اعتمادًا على ما إذا كان الضوء مستقطبًا موازيًا أو متعامدًا لاتجاه التمدد" ، كما يقول جو تريسي ، المؤلف المقابل لورقة بحثية عن العمل وأستاذ المواد العلوم والهندسة في ولاية نورث كارولاينا. "بالنسبة للضوء المستقطب الموازي لاتجاه التمدد ، كلما قمت بمد المادة أكثر ، كلما زاد امتصاص الضوء للتحولات إلى اللون الأحمر. بالنسبة للضوء المستقطب بشكل عمودي على اتجاه التمدد ، هناك انزياح أزرق ".

يقول توبياس كراوس ، مؤلف مشارك في البحث: "وجدنا أيضًا أنه بينما يحتفظ بوليمر ذاكرة الشكل بشكله في درجة حرارة الغرفة ، فإنه يستعيد شكله الأصلي بطريقة يمكن التنبؤ بها ، اعتمادًا على درجة الحرارة التي يتعرض لها" ، قائد مجموعة في معهد لايبنيز للمواد الجديدة وأستاذ في جامعة سارلاند.

على وجه التحديد ، بمجرد شد البوليمر بنسبة 140٪ بعد طوله الأصلي ، يمكنك تحديد أعلى درجة حرارة يتعرض لها البوليمر بعد ذلك ، حتى 120 درجة مئوية ، عن طريق قياس مدى تقلصه نحو حجمه الأصلي. علاوة على ذلك ، بسبب الجسيمات النانوية المقترنة بالبلازمون ، يمكن قياس هذا التغيير بشكل غير مباشر ، من خلال قياسات الخواص البصرية للمادة.

يقول جو تريسي: "من منظور عملي ، يتيح لك هذا إنشاء مستشعر تاريخ حراري بصري". "يمكنك استخدام الضوء لمعرفة مدى سخونة المادة. من التطبيقات المهمة لأجهزة استشعار التاريخ الحراري ضمان جودة أو سلامة شحن أو تخزين المواد الحساسة للتغيرات الكبيرة في الحرارة. لقد أظهرنا نهجًا قائمًا على اقتران مأكل الطحين لجسيمات الذهب النانوية ".

تم تطوير مفهوم المستشعر تجريبيًا ، لكن الباحثين استخدموا أيضًا النمذجة الحسابية لفهم بنية مجموعات الكرات النانوية الذهبية بشكل أفضل وكيف تغيرت المجموعات أثناء التمدد. ترتبط قوة اقتران مأكل الطحين بالتباعد بين الأغلفة النانوية ، والتي تُعرف باسم "مسطرة مأكل الطحين".

"استنادًا إلى عمليات المحاكاة الخاصة بنا ، يمكننا تقدير المسافة بين الجسيمات النانوية المقترنة بالبلازمون من خصائصها البصرية ،" كما تقول آمي أولدنبورغ ، المؤلفة المشاركة للورقة وأستاذة الفيزياء في جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل. "هذه المقارنة مفيدة لتصميم المركبات النانوية البوليمرية المستقبلية على أساس الجسيمات النانوية المقترنة بالبلازمون."

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
مات شيبمان

تضمين التغريدة

حقوق النشر © جامعة ولاية كارولينا الشمالية

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: