ساخت نخستين انبرک نوري پلاسمونيکي

محققان مؤسسه‌ي فناوري فدرال سوئيس براي نخستين بار موفق به ساخت ابزاري اپتوسيالي در مقياس آزمايشگاهي شدند که در آن از دو روش پلاسمونيکي و ميکروسيالي به‌صورت تلفيقي براي به دام انداختن ذرات استقاده مي‌‌شود. به گفته‌ي لينا هائانگ از اعضاي اين گروه تحقيقاتي، در اين روش که به جاي پرتوهاي ليزري متمرکز، از اثر ميدان نزديک و پلاسمونيک استفاده مي‌شود، به‌راحتي و بدون نياز به اپتيک پيچيده‌‌ي انبرک‌هاي نوري کنوني، مي توان اجسام ريز را براي کاربردهاي آزمايشگاه روي تراشه به دام انداخت و يا از آن همراه با ديگر قطعات اپتيکي از قبيل زيست‌حسگرها براي کاربردهاي تشخيص در محل استفاده نمود. اين محققان اميدوارند به‌زودي اين روش بتواند جايگزين دام‌هاي اپتيکي کنوني شود.

در اين روش براي به دام انداختن ذرات، پرتوي از نور روي يک جسم فلزي کوچک تابانده مي شود. در اين حالت فوتون‌هاي فرودي الکترون‌هاي موضعي موجود در سطح اين فلز را تحريک کرده و اين الکترون‌هاي تحريک‌شده موج‌هاي انرژي يا همان پلاسمون‌ها را تشکيل مي‌دهند. در اثر اين پلاسمون‌هاي سطحي، نوعي از ميدان‌هاي الکترومغناطيسي موضعي بسيار قوي‌ توليد مي‌شود که مي‌تواند ذرات را حتي بسيار بهتر از پرتوهاي ليزري متمرکز به دام اندازند.

به اين منظور هائانگ و همکارانش مجموعه‌اي از صفحات طلايي به قطر 100 نانومتر و ضحامت 40 نانومتر را به شکل طولي روي يک زير لايه‌ِي شيشه‌اي رسوب دادند، سپس يک کانال ميکروسيالي حامل ذرات ريز مورد نظر از قبيل سلول‌ها روي اين صفحات قرار داده، نوري با طول موج 608 نانومتر به آن تاباندند. با اين کار افزايش ميدان شديدي در لبه‌هاي هر کدام از اين صفحات القا شده و يک گراديان ميدان شديد در آنها ايجاد شد که مي‌توانست ذرات ريز را به طرز مؤثري از کانال ميکروسيالي به‌سمت مرکز اين صفحات کشيده‌، آنها را به دام اندازد.

اين محققان هم‌اکنون سعي دارند با انجام تحقيقات بيشتر، کارايي اين ابزارها را افزايش دهند؛ به طوري که علاوه بر به دام انداختن ذرات بتوان آنها را مرتب کرده، منتقل نمود که در آن صورت با به دام انداختن يک ذره در کانال اپتوسيالي و گرداوري ذرات ديگر در انتهاي همين کانال، به‌راحتي امکان مخلوط کردن دو نوع ذره‌ي مختلف فراهم مي‌شود. هائانگ اميدوار است با اين روش بتوان حتي ساختارهاي پيشرفته‌تري را هم براي انتقال ذرات طراحي کرد.