মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকরা ন্যানো পার্টিকেল তৈরি করেছেন যা ঘরের তাপমাত্রায় সুপারফ্লুরোসেন্ট আলোর ডাল নির্গত করে। অস্বাভাবিকভাবে, নির্গত আলো হল অ্যান্টি-স্টোকস শিফটড, যার অর্থ হল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তুলনায় এটির একটি ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্য (এবং এইভাবে একটি উচ্চ শক্তি) রয়েছে যা প্রতিক্রিয়া শুরু করে - একটি ঘটনা যা আপ কনভার্সন নামে পরিচিত। নতুন ন্যানো পার্টিকেল, যা দলটি একটি ভিন্ন অপটিক্যাল প্রভাব খুঁজতে গিয়ে আবিষ্কার করেছে, অপটিক্যাল সার্কিটে নতুন ধরনের টাইমার, সেন্সর এবং ট্রানজিস্টর তৈরি করা সম্ভব করে তুলতে পারে।
"এই ধরনের তীব্র এবং দ্রুত নির্গমন অসংখ্য অগ্রগামী উপকরণ এবং ন্যানোমেডিসিন প্ল্যাটফর্মের জন্য উপযুক্ত," দলের নেতা শুয়াং ফাং লিম of উত্তর ক্যারোলিনা স্টেট ইউনিভার্সিটি বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "উদাহরণস্বরূপ, আপকনভার্টেড ন্যানো পার্টিকেলস (ইউসিএনপি) ব্যাপকভাবে জৈবিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাকগ্রাউন্ড-আওয়াজ-মুক্ত বায়োসেন্সিং, নির্ভুল ন্যানোমেডিসিন এবং গভীর-টিস্যু ইমেজিং থেকে সেল বায়োলজি, ভিজ্যুয়াল ফিজিওলজি এবং অপটোজেনেটিক্স পর্যন্ত নিযুক্ত করা হয়েছে।"
শিল্ডিং ইলেক্ট্রন অরবিটাল
সুপারফ্লুরেসেন্স ঘটে যখন একটি উপাদানের মধ্যে একাধিক পরমাণু একই সাথে একটি সংক্ষিপ্ত, তীব্র বিস্ফোরণ নির্গত করে। এই কোয়ান্টাম-অপটিক্যাল ঘটনাটি আইসোট্রপিক স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমন বা স্বাভাবিক ফ্লুরোসেন্স থেকে আলাদা, ঘরের তাপমাত্রায় এটি অর্জন করা কঠিন এবং এটি কার্যকর হওয়ার জন্য যথেষ্ট দীর্ঘস্থায়ী হয় না। UCNPs, তবে, ভিন্ন, দলের সদস্য বলেছেন গ্যাং হান এর ম্যাসাচুসেটস চ্যান মেডিকেল স্কুল বিশ্ববিদ্যালয়. “একটি UCNP-এ, আলো 4 থেকে নির্গত হয়f ইলেকট্রন ট্রানজিশনগুলি উচ্চ-শায়িত ইলেকট্রন অরবিটাল দ্বারা সুরক্ষিত যেগুলি 'ঢাল' হিসাবে কাজ করে, এমনকি ঘরের তাপমাত্রায়ও সুপারফ্লুরোসেন্সের অনুমতি দেয়,” হ্যান ব্যাখ্যা করেন।
নতুন কাজে, দলটি নিওডিয়ামিয়াম-আয়ন-কম্প্যাক্টেড ল্যান্থানাইড-ডোপড UCNPs-এর একক ন্যানো পার্টিকেলের মধ্যে একে অপরের সাথে দম্পতি আয়নগুলিতে সুপারফ্লুরোসেন্স পর্যবেক্ষণ করেছে। অন্যান্য পদার্থে সুপারফ্লুরেসেন্সের বিপরীতে, যেমন অত্যন্ত অর্ডার করা পেরোভস্কাইট ন্যানোক্রিস্টাল বা সেমিকন্ডাক্টর কোয়ান্টাম ডটস অ্যাসেম্বলি যা প্রতিটি ন্যানো পার্টিকেলকে বিকিরণকারী হিসাবে ব্যবহার করে, ল্যান্থানাইড-ডপড UCNPs-এ, একটি একক ন্যানো পার্টিকেলের প্রতিটি ল্যান্থানাইড আয়ন একটি পৃথক বিকিরণকারী। "এই বিকিরণকারী তারপরে সমন্বয় স্থাপন করতে অন্যান্য ল্যান্থানাইড আয়নের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করতে পারে এবং উভয় এলোমেলো ন্যানো পার্টিকেল সমাবেশে এবং একক ন্যানোক্রিস্টালগুলিতে অ্যান্টি-স্টোকস-শিফ্ট সুপারফ্লুরোসেন্সের অনুমতি দেয়, যা আকারে মাত্র 50 এনএম এ পর্যন্ত তৈরি করা সবচেয়ে ছোট সুপারফ্লুরোসেন্স মিডিয়া।" লিম বলেন।
একটি সমন্বিত ম্যাক্রোস্কোপিক অবস্থায় সিঙ্ক্রোনাইজেশন
"উত্তেজনা শক্তি জমা হওয়ার পরে ন্যানো পার্টিকেলে উত্তেজিত আয়নগুলির নির্গত পর্যায়গুলির ম্যাক্রোস্কোপিক সমন্বয় থেকে সুপারফ্লুরেসেন্স আসে," দলের সদস্য কোরি গ্রিন যোগ করেন। "একটি লেজার পালস ন্যানো পার্টিকেলের মধ্যে আয়নগুলিকে উত্তেজিত করে এবং সেই রাজ্যগুলি প্রথমে সুসংগঠিত হয় না।
“সুপারফ্লুরোসেন্স ঘটতে হলে, প্রাথমিকভাবে অব্যবস্থাপিত আয়নকে নির্গমনের আগে একটি সমন্বিত ম্যাক্রোস্কোপিক অবস্থায় সিঙ্ক্রোনাইজ করতে হবে। এই সমন্বয়ের সুবিধার্থে ন্যানোক্রিস্টালের গঠন এবং নিওডিয়ামিয়াম আয়নগুলির ঘনত্ব সাবধানে নির্বাচন করতে হবে।"
রূপান্তরিত ন্যানো পার্টিকেল ইঁদুরকে ইনফ্রারেড দেখতে দেয়
আবিষ্কার, যা দল রিপোর্ট প্রকৃতি ফোটোনিক্স, ঘটনাক্রমে তৈরি হয়েছিল যখন লিম এবং সহকর্মীরা এমন উপকরণ তৈরি করার চেষ্টা করছিলেন যা লেজ - অর্থাৎ, এমন উপাদান যেখানে একটি পরমাণু দ্বারা নির্গত আলো অন্যটিকে একই আলোকে আরও বেশি নির্গত করতে উদ্দীপিত করে। পরিবর্তে, তারা সুপারফ্লুরোসেন্স পর্যবেক্ষণ করেছে, যেখানে প্রাথমিকভাবে অসংলগ্ন পরমাণুগুলি সারিবদ্ধ হয়, তারপর একসাথে আলো নির্গত করে।
"যখন আমরা বিভিন্ন লেজারের তীব্রতায় উপাদানটিকে উত্তেজিত করি, আমরা দেখতে পেলাম যে এটি প্রতিটি উত্তেজনার জন্য নিয়মিত বিরতিতে সুপারফ্লুরোসেন্সের তিনটি ডাল নির্গত করে," লিম বলেছেন। “এবং ডাল ক্ষয় হয় না – প্রতিটি ডাল 2 ন্যানোসেকেন্ড দীর্ঘ। তাই UCNP শুধুমাত্র ঘরের তাপমাত্রায় সুপারফ্লুরোসেন্স প্রদর্শন করে না, এটি এমনভাবে করে যা নিয়ন্ত্রণ করা যায়। এর অর্থ হল স্ফটিকগুলি টাইমার, নিউরোসেন্সর বা ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটে অপটিক্যাল ট্রানজিস্টর হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ।
