Elektronika.lt
 2024 m. spalio 11 d. Projektas | Reklama | Žinokite | Klausimai | Prisidėkite | Atsiliepimai | Kontaktai
Paieška portale
EN Facebook RSS

 Kas naujo  Katalogas  Parduotuvės  Forumas  Tinklaraščiai
 Pirmas puslapisSąrašas
 NaujienosSąrašas
 StraipsniaiSąrašas
 - Elektronika, technika
 - Kompiuterija
 - Telekomunikacijos
 - Įvykiai, visuomenė
 - Pažintiniai, įdomybės
 Vaizdo siužetaiSąrašas
 Nuolaidos, akcijosSąrašas
 Produktų apžvalgosSąrašas
 Naudingi patarimaiSąrašas
 Vykdomi projektaiSąrašas
 Schemų archyvasSąrašas
 Teorija, žinynaiSąrašas
 Nuorodų katalogai
 Įvairūs siuntiniai
 Bendravimas
 Skelbimai ir pasiūlymai
 Elektronikos remontas
 Robotų kūrėjų klubas
 RTN žurnalo archyvas






 Verta paskaityti
Spalio 10 d. 20:33
„Logitech“ pristatė POP piktogramų klavišus
Spalio 10 d. 18:23
Su savo balso klonu bandė išvilioti pinigų: įspėja, kad ateityje šia technologija gali pasinaudoti sukčiai
Spalio 10 d. 16:25
Veiklą pradėjo didžiausias Baltijos šalyse saulės energijos parkas
Spalio 10 d. 14:25
„Renault Emblème“ koncepcija verčia naują lapą automobilių istorijoje
Spalio 10 d. 12:18
Nuo motociklų iki NASA teleskopų ir juodųjų skylių: „Caltech“ profesorius Jonas Žmuidzinas apie Visatos principus
Spalio 10 d. 10:13
„Nivel System“: moderni matavimo įranga jūsų projektų sėkmei
Spalio 10 d. 08:11
Šilumos siurbliai: nauda ir privalumai
Spalio 9 d. 20:50
Lietuvių įrengta 375 kW saulės elektrinė aprūpins elektra pabėgėlių stovyklą Sakartvele
Spalio 9 d. 17:30
Iš tekstų į transliacijas ir „Snapchat“ vykdoma „TikTokizacija“: kas vyksta su dabartiniais socialiniais tinklais?
Spalio 9 d. 14:09
SAP papildo DI asistentą „Joule“ bendradarbiavimo galimybėmis
FS25 Tractors
Farming Simulator 25 Mods, FS25 Maps, FS25 Trucks
ETS2 Mods
ETS2 Trucks, ETS2 Bus, Euro Truck Simulator 2 Mods
FS22 Tractors
Farming Simulator 22 Mods, FS22 Maps, FS25 Mods
VAT calculator
VAT number check, What is VAT, How much is VAT
LEGO
Mänguköök, mudelautod, nukuvanker
Thermal monocular
Thermal vision camera,
Night vision ar scope,
Night vision spotting scope
FS25 Mods
FS25 Harvesters, FS25 Tractors Mods, FS25 Maps Mods
Dantų protezavimas
All on 4 implantai,
Endodontija mikroskopu,
Dantų implantacija
FS25 Mods
FS25 Maps, FS25 Cheats, FS25 Install Mods
GTA 6 Weapons
GTA 6 Characters, GTA 6 Map, GTA 6 Vehicles
FS25 Mods
Farming Simulator 25 Mods
Reklama
 Straipsniai » Pažintiniai, įdomybės Dalintis | Spausdinti

Lietuvių tyrimas apie švytinčias daleles – prestižiniame fizikos žurnale „Nanophotonics“

Publikuota: 2024-09-30 11:51
Tematika: Pažintiniai, įdomybės
Skirta: Mokslininkams
Autorius: Simonas Bendžius
Inf. šaltinis: Fizinių ir technologijos mokslų centras

Tarp pasaulyje vykstančios galybės mokslinių eksperimentų svarbią dalį užima fluorescenciniai dalelių tyrimai. Šis metodas leidžia matyti ir tirti mažyčius objektus, tokius kaip nanodariniai, molekulės ar ląstelės, kurios paprastai būtų nematomos.

 Rodyti komentarus (0)
Įvertinimas:  1 2 3 4 5 

Tarp pasaulyje vykstančios galybės mokslinių eksperimentų svarbią dalį užima fluorescenciniai dalelių tyrimai. Šis metodas leidžia matyti ir tirti mažyčius objektus, tokius kaip nanodariniai, molekulės ar ląstelės, kurios paprastai būtų nematomos.

Fluorescencija, arba švytėjimas, įvyksta, kai tam tikros norimos dalelės medžiagoje yra nudažomos specialiu dažu – o paskui tirpale, milteliuose, dujose ploname medžiagos sluoksnyje ar kristale, pašvietus lazeriu, pradeda švytėti ir matytis mokslininkams.

Šis metodas leidžia „pažymėti“ konkrečias molekules ar ląsteles, aptikti labai mažus medžiagų kiekius – todėl fluorescencija labai svarbi nanotechnologijose, medicinoje, biologijoje ir kitose mokslo srityje.

Žinoma, kaip ir visur, taip ir čia yra nemažai iššūkių – ir juos bando spręsti FTMC Lazerinių technologijų skyriaus Plazmonikos ir nanofotonikos laboratorijos fizikai, kurie neseniai publikavo straipsnį prestižiniame mokslo žurnale „Nanophotonics“. Autoriai – FTMC mokslininkai Justina Anulytė, dr. Vytautas Žičkus, dr. Ernesta Bužavaitė-Vertelienė ir prof. dr. Zigmas Balevičius kartu su Glazgo universiteto Ekstremaliosios šviesos grupės vadovu prof. Danielle‘iu Faccio.

FTMC Lazerinių technologijų  skyriaus Plazmonikos ir nanofotonikos laboratorijos darbuotojai dokt. Justina Anulytė, prof. dr. Zigmas Balevičius ir dr. Ernesta Bužavaitė-Vertelienė. Hernandez & Sorokina / FTMC nuotrauka
FTMC Lazerinių technologijų skyriaus Plazmonikos ir nanofotonikos laboratorijos darbuotojai dokt. Justina Anulytė, prof. dr. Zigmas Balevičius ir dr. Ernesta Bužavaitė-Vertelienė. Hernandez & Sorokina / FTMC nuotrauka

Straipsnio pavadinimas ne iš lengvųjų: „Stiprios sąveikos režimo tarp eksitono ir plazmono įtaka fotobalinimo slopinimui“. Pabandykime išsiaiškinti, ką tai reiškia ir kuo tai svarbu.

Kaip išsaugoti „gęstančias“ daleles?

Mūsų aptariamame lietuvių tyrime nagrinėjama, kaip stiprios sąveikos režimas (angl. strong coupling regime), įvykstantis tarp paviršinių plazmonų poliaritonų (SPP) ir eksitonų, daro įtaką dalelių fluorescencijos gyvenimo trukmei ir fotobalinimo efektams. Kas tai yra?

Pradėkime nuo stiprios sąveikos režimo. Paprastai kalbant, tai yra situacija, kai dvi sistemos, pavyzdžiui, šviesa ir medžiaga (arba dvi skirtingos kvazidalelės) pradeda labai stipriai sąveikauti tarpusavyje. Kai taip atsitinka, jos taip greitai keičiasi energija viena su kita, kad pradeda elgtis praktiškai kaip vienas sujungtas darinys, o ne kaip dvi atskiros sistemos. Kažkas panašaus į jaunus įsimylėjėlius, kurie negali atsiplėšti vienas nuo kito.

Einame toliau.

„SPP yra paviršinės elektromagnetinės bangos ant plonų metalo sluoksnių. Kad tai suprastume, galėtume įsivaizduoti ratilus ant vandens paviršiaus – tai būtų mechaninė paviršinė banga, esanti tarp vandens ir oro. Mūsų tiriamų elektromagnetinių bangų atveju, SPP yra panašūs „ratilai“ tarp metalo ir oro“, – paaiškina pagrindinė straipsnio autorė, FTMC Lazerinių technologijų skyriaus doktorantė Justina Anulytė.

FTMC Lazerinių technologijų  skyriaus doktorantė Justina Anulytė. Hernandez & Sorokina / FTMC nuotrauka
FTMC Lazerinių technologijų skyriaus doktorantė Justina Anulytė. Hernandez & Sorokina / FTMC nuotrauka

O kas yra eksitonas? Tai – savotiška mažyčių elementų „pora“, kurią sudaro šviesos dalelė fotonas ir laboratorijoje tiriama medžiaga. Dėl neseniai mūsų aptarto stiprios sąveikos režimo, šios dvi dalelės yra tam tikru būdu susijungusios – ir išlieka arti viena kitos.

Taigi, SPP – speciali banga tarp metalo ir oro, eksitonas – mažytis „darinys“, kuriame susijungė fotonas ir tiriama medžiaga.

Kas vyksta toliau? „SPP ir eksitonas, šios dvi kvazidalelės, susijungia į plazmono-eksitono poliaritoninę būseną. Tai reiškia, kad šioje naujoje kvazibūsenoje pasireiškia iš dalies plazmono (SPP), iš dalies eksitono savybės – ir negalime jų atskirti, jos abidvi veikia kartu. Ir per labai trumpą akimirksnį (femto ar pikosekundes) be nuostolių keičiasi tarpusavio energija. Kad toks „duetas“ egzistuotų, tam reikia pasiekti specialias sąlygas, kuriose pasireiškia stiprios sąveikos režimas“, – pasakoja J. Anulytė.

Eksitonas gali išspinduliuoti šviesą (fluorescuoti), jei jį sužadiname lazerio spinduliu ar tiesiog paprasta balta šviesa. Tačiau čia dažnai nutinka bėda: kai eksitonas patenka į energetinę būseną su aplinkos sužadintu deguonimi, įvyksta vadinamasis fotobalinimas: laikui bėgant vis mažėja šviesos intensyvumas. Kodėl? Nes dėl fotobalinimo, lazeriu sužadintos dalelės viena po kitos „išsijungia“, t. y. nebešvyti.

Lazeris, naudojamas FTMC Lazerinių technologijų  skyriaus Plazmonikos ir nanofotonikos laboratorijoje. Hernandez & Sorokina / FTMC nuotrauka
Lazeris, naudojamas FTMC Lazerinių technologijų skyriaus Plazmonikos ir nanofotonikos laboratorijoje. Hernandez & Sorokina / FTMC nuotrauka

Dar nepavargot? Priėjome prie paties svarbiausio dalyko: eksitonų švytėjimas reikalingas moksliniams eksperimentams – tad labai svarbu kuo ilgiau išlaikyti jų skleidžiamą šviesą. Ir čia pasitarnauja mūsų mokslininkų ištobulinta „trečioji“, plazmono-eksitono poliaritoninė, būsena: kai eksitonai su SPP (prisiminkime, tai – paviršinės elektromagnetinės bangos) sujungiami esant stiprios sąveikos režimui, norimas dalelių fluorescencijos šviesos intensyvumas išsilaiko nuo kelių iki netgi dešimčių kartų ilgiau.

Apibendrinant labai paprastai: FMTC ir Glazgo universiteto komanda sukūrė metodą, kuris leidžia specialių dažų, lazerio ir stiprios sąveikos režimo pagalba ilgiau išlaikyti stebimų dalelių švytėjimą.

Reikšmingi pasiekimai

O dabar tegu kalba pagrindinė tyrimo autorė dokt. Justina Anulytė:

„Mūsų eksperimentui įgyvendinti suformavome struktūrą, sudarytą iš nanometrinių (milijoninės milimetro dalies) sidabro ir aukso sluoksnių, taip pat panaudojome švytėjimą sukeliančių Rodamino 6G dažų sluoksnį.

Mūsų struktūra parodė aiškų plazmonų rezonanso ir R6G absorbcijos linijų poslinkį keičiant šviesos kritimo kampą, o tai savo ruožtu parodo stiprią sąveiką tarp plazmono ir eksitono, kurio išmatuotas sąveikos stiprumas siekia maždaug 90 milielektronvoltų.

Fluorescencijos gyvenimo trukmės vaizdinimo mikroskopija (FLIM) parodė, kad naudojant poliaritonines nanostruktūras, kuriose plazmonai ir eksitonai veikia stiprios sąveikos režime, fluorescencijos intensyvumas išlieka maždaug 25 proc. stipresnis, o Rodamino dažo organinės molekulės yra maždaug šešis kartus mažiau fotobalinamos.“

Pasak jaunosios mokslininkės, jos ir kolegų išvados įrodo esminį stiprios sąveikos režimo tarp šviesos ir organinės medžiagos vaidmenį mažinant fotobalinimo efektą ir stabilizuojant fluorescencijos (dalelių švytėjimo) intensyvumą.

Turbūt po viso šito jums kyla natūralus klausimas: o kas iš to? Atsakymas labai intriguojantis: šis metodas siūlo daug žadančių būdų, kaip sukurti bei tobulinti kvantinius įrenginius, tokius kaip kvantiniai biojutikliai, kvantiniai nanolazeriai – ar vystyti kvantinį informacijos apdorojimą, kuris mūsų kompiuteriją ir kitas technologijas pakeltų į visiškai naują lygį.

Leidinys, kuriame publikuotis – rimtas darbas

FTMC Lazerinių technologijų  skyriaus ir Glazgo universiteto fizikas dr. Vytautas Žičkus. Asmeninio archyvo nuotrauka
FTMC Lazerinių technologijų skyriaus ir Glazgo universiteto fizikas dr. Vytautas Žičkus. Asmeninio archyvo nuotrauka

Lietuvių ir italo atlikto darbo svarbą įrodo ir tai, kad jiems pavyko savo atradimus publikuoti minėtame tarptautiniame mokslo žurnale „Nanophotonics“ – bet kokie straipsniai ten nepatenka.

Daugiausia dėmesio žurnalo redaktoriai skiria fotonų (šviesos dalelių) sąveikai su nanostruktūromis, tokiomis kaip anglies nanovamzdeliai, metalo nanodalelės, nanokristalai, fotoniniai kristalai, biologiniai audiniai ir DNR. Daug mokslinių tyrimų rezultatų spausdinama plazmonikos, nanolazerių, šviesos sąveikos su medžiaga, šviesos valdymo nanometriniame lygyje temomis.

Žurnalo cituojamumo rodiklis – 6,5. Ką tai reiškia? Pagal statistiką, vos 5 procentai mokslo žurnalų visame pasaulyje yra pasiekę 6 ar daugiau tokių balų lygį. O tai jau nemažai pasako.

„Publikuoti savo mokslinius rezultatus šiame žurnale nėra paprasta. „Nanophotonics“ kviečia aukštos klasifikacijos mokslininkus recenzuoti jiems atsiųstus straipsnių juodraščius, todėl recenzijos būna išties gilios ir kvalifikuotos. Iš kitos pusės, būtent už tai mokslinėje visuomenėje šis žurnalas yra vertinamas.

Mūsų atveju, gavome labai išsamias recenzijas, praėjome net kelis etapus. Susidūrėme su nemažai iššūkių atsakinėdami į recenzentų klausimus. Teko net papildyti straipsnį naujais matavimais bei modeliavimais. Visas šis procesas buvo nelengvas – tačiau buvo malonu diskutuoti su aukščiausio lygio mokslininkais, gauti teigiamą savo rezultatų įvertinimą ir, manau, jų patarimai mūsų darbą padarė svaresnį bei patrauklesnį skaitytojui“, – sako fizikė J. Anulytė.

Jautresnių ir patikimesnių jutiklių link

Tai – toli gražu ne vieninteliai eksperimentai, kuriais užsiima FTMC Plazmonikos ir nanofotonikos laboratorija. Čia vykdomi fundamentiniai bei taikomieji moksliniai tyrimai, susiję su šviesos valdymu be galo mažytėse – nanometrinėse – struktūrose; siekiama tokį šviesos valdymą pritaikyti nanolazeriams, optiniams biojutikliams, nanobangolaidžiams bei įvairiems optiniams grandynams (sistemoms, kuriose šviesos pavidalu perduodama informacija).

„Tam kad būtų galima valdyti šviesą nanometriniuose matmenyse, ją reikia sufokusuoti į mažesnius nei difrakcijos riba matmenis (difrakcijos riba yra fizinis apribojimas, kuris nustato, kokio mažiausio dydžio objektus galima aiškiai matyti naudojant optinius prietaisus, pavyzdžiui, mikroskopus ar teleskopus).

Tai yra pasiekiama lazerine šviesa žadinant įvairius paviršinių elektromagnetinių bangų rezonansinius reiškinius, tokius kaip paviršinių plazmonų rezonansas, Blocho paviršinės bangos ar panašius. Tai daroma tiek metalinėse, tiek dielektrinėse (elektrai nelaidžiose) nanostruktūrose.

Vėliau šios optinės savybės naudojamos įvairiuose taikymuose, kaip, pavyzdžiui, plazmoniniai biojutikliai. Mūsų laboratorijoje išvystyta matavimo metodika – visiško vidaus atspindžio elipsometrija kuri naudojama nustatyti antikūno-antigeno sąveikos kinetikos greičiams (tai yra imunojutiklių pagrindas), kas mūsų kolegų biochemikų vėliau naudojama kurti įvairius farmacinės paskirties preparatus“, – pasakoja laboratorijos vadovas prof. dr. Zigmas Balevičius.

Jo komanda siekia, kad šie jutikliai būtų kuo jautresni ir patikimesni – o tam ir panaudojami įvairūs fizikos reiškiniai.




Draudžiama platinti, skelbti, kopijuoti
informaciją su nurodyta autoriaus teisių žyma be redakcijos sutikimo.

Global electronic components distributor – Allicdata Electronics

Electronic component supply – „Eurodis Electronics“

LOKMITA – įvairi matavimo, testavimo, analizės ir litavimo produkcija

Full feature custom PCB prototype service

GENERAL FINANCING BANKAS

Mokslo festivalis „Erdvėlaivis Žemė

LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina

„Konstanta 42“

Technologijos.lt

Buitinė technika ir elektronika internetu žemos kainos – Zuza.lt

www.esaugumas.lt – apsaugok savo kompiuterį!

PriedaiMobiliems.lt – telefonų priedai ir aksesuarai

Draugiškas internetas


Reklama
‡ 1999–2024 © Elektronika.lt | Autoriaus teisės | Privatumo politika | Atsakomybės ribojimas | Reklama | Turinys | Kontaktai LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina Valid XHTML 1.0!
Script hook v, Openiv, Menyoo
gta5mod.net
FS25 Mods, FS25 Tractors, FS25 Maps
fs25mods.lt
Optical filters, UV optics, electro optical crystals
www.eksmaoptics.com
Reklamos paslaugos
SEO sprendimai

www.addad.lt
Elektroninių parduotuvių optimizavimas „Google“ paieškos sistemai
www.seospiders.lt
FS22 mods, Farming simulator 22 mods,
FS22 maps

fs22.com
Reklama


Reklama