Единственная молекула способна "спрятать" целую золотую наночастицу - «Наука и технологии»

Группа исследователей из института Макса Планка, Германия, нашла способ доказательства теории, согласно которой для сокрытия целой наночастицы при определенных условиях достаточно всего одной молекулы, помещенной в "правильное" место. Более того, ученым удалось продемонстрировать все это экспериментально, используя золотую наночастицу и молекулы сложного органического соединения - дибензотеррилена (dibenzoterrylene).

Немецкие ученые в течение нескольких лет экспериментировали со "сцепленными" молекулами и наночастицами. В такой "связке" наночастица выполняет роль своего рода антенны, направляющей свет в сторону молекулы, а цель данных экспериментов заключалась в повышении способности молекулы переизлучать или поглощать получаемый ею свет. Такие способности молекул могут быть использованы на практике для обнаружения различных типов молекул, включая молекулы веществ биологического происхождения и в других оптических технологиях.

По результатам одной из своих работ ученые сделали выводы, что если вторичное излучение молекулы будет соответствовать по длине волны поступающему свету и иметь определенную фазу, то тень, отбрасываемая наночастицей, может полностью исчезнуть, другими словами, наночастица станет невидимой. И во время последующих экспериментов были найдены практические подтверждения данной теории.

Ученые использовали золотые наночастицы, размер которых был равен около 130 нанометров. Некоторое количество таких наночастиц было укреплено на поверхности и покрыто раствором, в котором содержались молекулы дибензотеррилена. После этого ученые понизили температуру до той точки, когда раствор замерз, и молекулы утратили возможность двигаться. При помощи лазера ученые провели поиск пары наночастица-молекула, которые вошли в тесное зацепление. И после обнаружения такой пары на нее, со стороны молекулы, был направлен сфокусированный луч инфракрасного света.

Несмотря на то, что сама молекула по размерам гораздо меньше наночастицы, ее наличия было достаточно для того, чтобы интенсивность тени от молекулы уменьшилась на 10 процентов. Исследователи полагают, что при обеспечении должного уровня контроля положения молекулы, явление ее оптического сцепления с наночастицей уменьшит тень от наночастицы еще на большую величину и, вероятно, сделает ее полностью невидимой.

Пока еще не до конца ясно, где может найти практическое применение возможность сокрытия наночастиц при помощи молекул. Однако исследователи предполагают, что такие пары частиц и молекул могут стать основой базовых ключевых компонентов в фотонных логических и вычислительных схемах.