امریکہ میں محققین نے نینو پارٹیکلز بنائے ہیں جو کمرے کے درجہ حرارت پر سپر فلوروسینٹ روشنی کی دالیں خارج کرتے ہیں۔ غیر معمولی طور پر، خارج ہونے والی روشنی اینٹی سٹوکس شفٹ ہوتی ہے، مطلب یہ ہے کہ اس میں روشنی کی طول موج سے کم طول موج (اور اس طرح زیادہ توانائی) ہے جو ردعمل کا آغاز کرتی ہے – ایک ایسا رجحان جسے اپ کنورژن کہا جاتا ہے۔ نئے نینو پارٹیکلز، جنہیں ٹیم نے ایک مختلف آپٹیکل اثر کی تلاش کے دوران دریافت کیا، آپٹیکل سرکٹس میں نئی قسم کے ٹائمر، سینسرز اور ٹرانزسٹر بنانا ممکن بنا سکتے ہیں۔
"اس طرح کے شدید اور تیز اخراج متعدد اہم مواد اور نینو میڈیسن پلیٹ فارمز کے لیے بہترین ہیں،" ٹیم لیڈر شوانگ فینگ لم of شمالی کیرولینا اسٹیٹ یونیورسٹی بتاتا ہے طبیعیات کی دنیا. "مثال کے طور پر، upconverted nanoparticles (UCNPs) کو حیاتیاتی ایپلی کیشنز میں وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے جس میں بیک گراؤنڈ شور فری بائیو سینسنگ، پریزیشن نینو میڈیسن اور ڈیپ ٹشو امیجنگ سے لے کر سیل بائیولوجی، ویژول فزیالوجی اور آپٹوجنیٹکس شامل ہیں۔"
الیکٹران کے مدار کو بچانا
سپر فلوروسینس اس وقت ہوتی ہے جب ایک مادے کے اندر متعدد ایٹم بیک وقت روشنی کا ایک مختصر، شدید پھٹ خارج کرتے ہیں۔ یہ کوانٹم آپٹیکل رجحان isotropic spontaneous Emission یا نارمل فلوروسینس سے الگ ہے، کمرے کے درجہ حرارت پر حاصل کرنا مشکل ہے اور مفید ہونے کے لیے کافی دیر تک نہیں چلتا ہے۔ ٹیم کے رکن کا کہنا ہے کہ UCNPs، تاہم، مختلف ہیں۔ گینگ ہان کی یونیورسٹی آف میساچوسٹس چان میڈیکل اسکول. "یو سی این پی میں، روشنی 4 سے خارج ہوتی ہے۔f الیکٹران کی منتقلی جو اونچے لیٹنے والے الیکٹران مداروں سے محفوظ ہیں جو ایک 'ڈھال' کے طور پر کام کرتے ہیں، یہاں تک کہ کمرے کے درجہ حرارت پر بھی سپر فلوروسینس کی اجازت دیتے ہیں،‘‘ ہان بتاتے ہیں۔
نئے کام میں، ٹیم نے آئنوں میں سپر فلوروسینس کا مشاہدہ کیا جو نیوڈیمیم آئن کمپیکٹڈ لینتھانائیڈ ڈوپڈ UCNPs کے ایک نینو پارٹیکل کے اندر ایک دوسرے کے ساتھ جوڑے۔ دوسرے مواد میں سپر فلوروسینس کے برعکس، جیسے کہ انتہائی آرڈر شدہ پیرووسکائٹ نانو کرسٹلز یا سیمی کنڈکٹر کوانٹم ڈاٹ اسمبلیز جو ہر نینو پارٹیکل کو ایک ایمیٹر کے طور پر استعمال کرتے ہیں، لینتھانائیڈ ڈوپڈ UCNPs میں، ایک ہی نینو پارٹیکل میں ہر لینتھانائیڈ آئن ایک انفرادی ایمیٹر ہوتا ہے۔ "یہ ایمیٹر پھر ہم آہنگی قائم کرنے کے لیے دوسرے لینتھانائیڈ آئنوں کے ساتھ تعامل کر سکتا ہے اور دونوں بے ترتیب نینو پارٹیکل اسمبلیوں اور سنگل نینو کرسٹلز میں اینٹی سٹوکس شفٹ سپر فلوروسینس کی اجازت دیتا ہے، جس کا سائز صرف 50 این ایم ہے جو اب تک کا سب سے چھوٹا سپر فلوروسینس میڈیا ہے۔" لیم کہتے ہیں۔
ایک مربوط میکروسکوپک حالت میں ہم آہنگی۔
ٹیم کے رکن کوری گرین کا مزید کہنا ہے کہ "سپر فلوروسینس نینو پارٹیکل میں حوصلہ افزائی کرنے والے آئنوں کے اخراج کے مراحل کے میکروسکوپک کوآرڈینیشن سے آتا ہے جب حوصلہ افزائی توانائی جمع ہو جاتی ہے۔" "ایک لیزر پلس نینو پارٹیکل کے اندر آئنوں کو پرجوش کرتی ہے اور وہ ریاستیں پہلے مربوط طور پر منظم نہیں ہوتی ہیں۔
"سپر فلوروسینس ہونے کے لئے، ابتدائی طور پر آئنوں کے غیر منظم سیٹ کو اخراج سے پہلے ایک ہم آہنگ میکروسکوپک حالت میں ہم آہنگ ہونا پڑتا ہے۔ اس ہم آہنگی کو آسان بنانے کے لیے نانو کرسٹل کی ساخت اور نیوڈیمیم آئنوں کی کثافت کو احتیاط سے منتخب کرنا ہوگا۔
بدلنے والے نینو پارٹیکلز چوہوں کو انفراریڈ میں دیکھنے کی اجازت دیتے ہیں۔
دریافت، جس میں ٹیم رپورٹ کرتی ہے۔ فطرت فوٹوونکس، اتفاق سے بنایا گیا تھا جب لم اور ساتھی ایسے مواد بنانے کی کوشش کر رہے تھے جو لیز ہو - یعنی وہ مواد جس میں ایک ایٹم سے خارج ہونے والی روشنی دوسرے کو اسی روشنی کے زیادہ اخراج کے لیے تحریک دیتی ہے۔ اس کے بجائے، انہوں نے سپر فلوروسینس کا مشاہدہ کیا، جس میں ابتدائی طور پر غیر مطابقت پذیر ایٹم سیدھ میں ہوتے ہیں، پھر ایک ساتھ روشنی خارج کرتے ہیں۔
لم کا کہنا ہے کہ "جب ہم نے مختلف لیزر کی شدتوں پر مواد کو پرجوش کیا، تو ہم نے پایا کہ یہ ہر جوش کے لیے باقاعدہ وقفوں پر سپر فلوروسینس کی تین دالیں خارج کرتا ہے۔" اور دالیں کم نہیں ہوتیں – ہر نبض 2 نینو سیکنڈ لمبی ہوتی ہے۔ لہذا نہ صرف UCNP کمرے کے درجہ حرارت پر سپر فلوروسینس کی نمائش کرتا ہے، بلکہ یہ اس طرح سے کرتا ہے جسے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ کرسٹل کو فوٹوونک انٹیگریٹڈ سرکٹس پر ٹائمر، نیورو سینسرز یا آپٹیکل ٹرانجسٹر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر۔
