Ανακαλύφθηκε επαναστατική μέθοδος ανίχνευσης νανοπλαστικών!

Ανακαλύφθηκε επαναστατική μέθοδος ανίχνευσης νανοπλαστικών!

Το Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης έχει αναπτύξει μια νέα διαδικασία που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην ανίχνευση νανοπλαστικών σωματιδίων. Αυτό το καινοτόμο «οπτικό κόσκινο» χρησιμοποιεί εφέ συντονισμού σε μικρές τρύπες για να κάνει ορατή την παρουσία αυτών των μικροπλαστικών σωματιδίων. Πως uni-stuttgart.de αναφέρθηκε, η διαδικασία βασίζεται σε μικροσκοπικές κοιλότητες, τα λεγόμενα Mie Voids, τα οποία δημιουργούνται σε έναν ημιαγωγό.

Η αλληλεπίδραση του εισερχόμενου φωτός με αυτές τις τρύπες είναι ένα κρίσιμο μέρος της τεχνολογίας. Αυτή η αλληλεπίδραση σχετίζεται στενά με τη διάμετρο και το βάθος των φρεατίων και οδηγεί σε ένα χαρακτηριστικό χρωματικό αποτέλεσμα που είναι καθαρά ορατό κάτω από ένα οπτικό μικροσκόπιο. Ο διδακτορικός φοιτητής Dominik Ludescher, ο οποίος είναι ο πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης στο "Nature Photonics", εξηγεί ότι η αλλαγή χρώματος γίνεται αναμφισβήτητη μόλις ένα σωματίδιο εισέλθει σε ένα από τα φρεάτια.

Τεχνικές λεπτομέρειες και κατασκευή

Για να δημιουργήσουν τις μικροσκοπικές κοιλότητες, ο Mario Hentschel και οι συνεργάτες του από το Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης και το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας χρησιμοποίησαν καινοτόμες τεχνικές όπως η κοπή με δέσμη ιόντων. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει την ακριβή κατασκευή συστοιχιών από μικροσκοπικές, κυκλικές κοιλότητες σε μια γκοφρέτα πυριτίου. Οι κοιλότητες έχουν διαμέτρους και βάθη μόνο μερικές εκατοντάδες νανόμετρα και, σύμφωνα με τα αποτελέσματα φύση.com, οι συντονισμοί Mie που είναι κρίσιμοι για τη σκέδαση του ορατού φωτός.

Είναι ενδιαφέρον ότι η γεωμετρία των κοιλοτήτων και ο όγκος τους καθορίζουν τόσο την αποτελεσματικότητα σκέδασης όσο και τον κορεσμό χρώματος που απαιτείται για τη σωστή αναγνώριση των νανοπλαστικών. Ο Hentschel εξηγεί ότι ο συνδυασμός αυτών των ιδιοτήτων επιτρέπει την εξαιρετικά ακριβή ανίχνευση χρώματος.

Τρέχοντα αποτελέσματα έρευνας και εφαρμογές

Εκτός από τις εξελίξεις στο Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης, οι τρέχουσες μελέτες υποστηρίζουν την πρακτική εφαρμογή της τεχνολογίας. Σε άλλη μελέτη, κατασκευάστηκαν συστοιχίες νανοσυντονιστών Si/SiO2, οι οποίες θα μπορούσαν να συμβάλουν σημαντικά στη βελτιωμένη ανίχνευση και εκπομπή φωτός στα υλικά. Αυτά τα νανοδομημένα εξαρτήματα αποτελούνται από κυλινδρικές στήλες διατεταγμένες ως σφιχτά συσκευασμένα επταμερή, όπως φύση.com αναφέρθηκε. Μια αξιοσημείωτη πτυχή αυτής της έρευνας είναι η παρατηρούμενη μπλε μετατόπιση περίπου 10 meV των συντονισμών μετά τη μεταφορά μονοστιβάδων MoSe2 στους νανοσυντονιστές.

Συνοπτικά, μπορεί να φανεί ότι το οπτικό κόσκινο από τη Στουτγάρδη όχι μόνο αντιπροσωπεύει μια πρόοδο στην περιβαλλοντική ανίχνευση, αλλά προσφέρει επίσης θεμελιώδεις γνώσεις για την ανάπτυξη νέων συστημάτων μισού καθολικού που είναι σημαντικά για την ανίχνευση και την εκπομπή φωτός. Η χρήση τεχνολογίας για την παρακολούθηση των νανοπλαστικών στο περιβάλλον θα μπορούσε να διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στο εγγύς μέλλον.