अमेरिका में शोधकर्ताओं ने नैनोकणों का निर्माण किया है जो कमरे के तापमान पर सुपरफ्लोरोसेंट प्रकाश की दालों का उत्सर्जन करते हैं। असामान्य रूप से, उत्सर्जित प्रकाश एंटी-स्टोक्स स्थानांतरित होता है, जिसका अर्थ है कि प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में इसकी एक छोटी तरंग दैर्ध्य (और इस प्रकार एक उच्च ऊर्जा) होती है जो प्रतिक्रिया शुरू करती है - एक घटना जिसे अपसंस्कृति के रूप में जाना जाता है। नए नैनोपार्टिकल्स, जिन्हें टीम ने एक अलग ऑप्टिकल प्रभाव की तलाश में खोजा था, ऑप्टिकल सर्किट में नए प्रकार के टाइमर, सेंसर और ट्रांजिस्टर बनाना संभव बना सकते हैं।
"इस तरह के तीव्र और तीव्र उत्सर्जन कई अग्रणी सामग्रियों और नैनोमेडिसिन प्लेटफार्मों के लिए एकदम सही हैं," टीम लीडर शुआंग फेंग लिमो of उत्तरी कैरोलिना राज्य विश्वविद्यालय बताता है भौतिकी की दुनिया. "उदाहरण के लिए, अपवर्तित नैनोकणों (यूसीएनपी) को व्यापक रूप से जैविक अनुप्रयोगों में पृष्ठभूमि-शोर-मुक्त बायोसेंसिंग, सटीक नैनोमेडिसिन और डीप-टिशू इमेजिंग से लेकर कोशिका जीव विज्ञान, दृश्य शरीर विज्ञान और ऑप्टोजेनेटिक्स तक नियोजित किया गया है।"
परिरक्षण इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स
सुपरफ्लोरेसेंस तब होता है जब एक सामग्री के भीतर कई परमाणु एक साथ प्रकाश की एक छोटी, तीव्र विस्फोट का उत्सर्जन करते हैं। यह क्वांटम-ऑप्टिकल घटना आइसोट्रोपिक सहज उत्सर्जन या सामान्य प्रतिदीप्ति से अलग है, कमरे के तापमान पर हासिल करना मुश्किल है और उपयोगी होने के लिए लंबे समय तक नहीं टिकता है। यूसीएनपी, हालांकि, अलग हैं, टीम के सदस्य कहते हैं गैंग हनो का मैसाचुसेट्स चान मेडिकल स्कूल विश्वविद्यालय. "यूसीएनपी में, प्रकाश 4 से उत्सर्जित होता है"f इलेक्ट्रॉन संक्रमण जो उच्च-स्तरीय इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स द्वारा संरक्षित होते हैं जो 'ढाल' के रूप में कार्य करते हैं, कमरे के तापमान पर भी सुपरफ्लोरेसेंस की अनुमति देते हैं," हान बताते हैं।
नए काम में, टीम ने आयनों में सुपरफ्लोरेसेंस देखा जो एक दूसरे के साथ नियोडिमियम-आयन-कॉम्पैक्टेड लैंथेनाइड-डॉप्ड यूसीएनपी के एक नैनोकण के भीतर जोड़े। अन्य सामग्रियों में सुपरफ्लोरेसेंस के विपरीत, जैसे अत्यधिक ऑर्डर किए गए पेरोसाइट नैनोक्रिस्टल या सेमीकंडक्टर क्वांटम डॉट्स असेंबली जो प्रत्येक नैनोपार्टिकल को एमिटर के रूप में उपयोग करते हैं, लैंथेनाइड-डॉप्ड यूसीएनपी में, एक नैनोपार्टिकल में प्रत्येक लैंथेनाइड आयन एक व्यक्तिगत उत्सर्जक होता है। "यह एमिटर तब अन्य लैंथेनाइड आयनों के साथ तालमेल स्थापित करने के लिए बातचीत कर सकता है और यादृच्छिक नैनोपार्टिकल असेंबली और एकल नैनोक्रिस्टल दोनों में एंटी-स्टोक्स-शिफ्ट सुपरफ्लोरेसेंस की अनुमति देता है, जो आकार में केवल 50 एनएम आकार में अब तक का सबसे छोटा सुपरफ्लोरेसेंस मीडिया है।" लिम कहते हैं।
एक समेकित स्थूल अवस्था में तुल्यकालन
"सुपरफ्लोरेसेंस उत्तेजना ऊर्जा जमा होने के बाद नैनोपार्टिकल में उत्साहित आयनों के उत्सर्जक चरणों के मैक्रोस्कोपिक समन्वय से आता है," टीम के सदस्य कोरी ग्रीन कहते हैं। "एक लेजर पल्स नैनोपार्टिकल के भीतर आयनों को उत्तेजित करता है और उन राज्यों को पहले सुसंगत रूप से व्यवस्थित नहीं किया जाता है।
"सुपरफ्लोरेसेंस होने के लिए, शुरू में आयनों के असंगठित सेट को उत्सर्जन से पहले एक समेकित मैक्रोस्कोपिक राज्य में सिंक्रनाइज़ करना पड़ता है। इस समन्वय को सुविधाजनक बनाने के लिए नैनोक्रिस्टल की संरचना और नियोडिमियम आयनों के घनत्व को सावधानीपूर्वक चुना जाना चाहिए।"
अपसंस्कृत नैनोकण चूहों को अवरक्त में देखने की अनुमति देते हैं
वह खोज, जिसके बारे में टीम रिपोर्ट करती है नेचर फोटोनिक्स, संयोग से बनाया गया था, जबकि लिम और सहकर्मी ऐसी सामग्री बनाने की कोशिश कर रहे थे जो लेस - यानी ऐसी सामग्री जिसमें एक परमाणु द्वारा उत्सर्जित प्रकाश दूसरे को उसी प्रकाश का अधिक उत्सर्जन करने के लिए उत्तेजित करता है। इसके बजाय, उन्होंने सुपरफ्लोरेसेंस देखा, जिसमें शुरू में अतुल्यकालिक परमाणु संरेखित होते हैं, फिर एक साथ प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।
"जब हमने विभिन्न लेजर तीव्रता पर सामग्री को उत्तेजित किया, तो हमने पाया कि यह प्रत्येक उत्तेजना के लिए नियमित अंतराल पर सुपरफ्लोरेसेंस के तीन दालों का उत्सर्जन करता है," लिम कहते हैं। "और दालें खराब नहीं होतीं - प्रत्येक नाड़ी 2 नैनोसेकंड लंबी होती है। तो यूसीएनपी न केवल कमरे के तापमान पर सुपरफ्लोरेसेंस प्रदर्शित करता है, यह इस तरह से नियंत्रित किया जा सकता है। इसका मतलब है कि क्रिस्टल को फोटोनिक एकीकृत सर्किट पर टाइमर, न्यूरोसेंसर या ऑप्टिकल ट्रांजिस्टर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए।
