Ett team av forskare från Max Planck Institute for the Science of Light och Friedrich-Alexander University Erlangen har hittat ett sätt att bevisa en teori som tyder på möjligheten att dölja en nanopartikel med en enda molekyl - genom att nästan göra det med en guldnanopartikel och en dibensoterrylenmolekyl. I deras papper publicerad i tidskriften Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver sina experiment med kopplade nanopartiklar och molekyler, och vad de lärde sig av dem.

För några år, forskare har experimenterat med att koppla nanopartiklar och molekyler. I de flesta sådana arbeten, nanopartikeln (som i allmänhet är större än molekylen) fungerar som en slags antenn, leder ljus till molekylen. Målet har varit att öka utsläppen från molekylen eller att absorbera ljuset de tar emot – båda kan användas för att upptäcka biomolekyler under vissa omständigheter. I annat arbete, forskare har undersökt möjligheten att kontrollera utsläppen från molekylen för att matcha våglängden på det inkommande ljuset. I teorin, om de är i fas, nanopartikelns skugga bör försvinna eller försvinna helt – en form av cloaking. I denna nya ansträngning, forskarna försökte bevisa denna teori genom att utföra experiment med nanopartiklar och molekyler.

Arbetet innebar att först få en 130 nm bred guldnanopartikel att koppla ihop med en dibensoterrylenmolekyl. Detta innebar att flera av guldnanopartiklarna placerades på en yta och sedan täcktes med en lösning innehållande dibensoterrylenmolekyler. Uppställningen kyldes sedan till den punkt att lösningen stelnade. Teamet använde sedan en laser för att leta efter en test nanopartikel-molekyl-parning tills de hittade ett par som hade nära kopplat. De fokuserade sedan en nära-infraröd stråle på paret, från molekylens riktning.

I synnerhet, molekylen var betydligt mindre än nanopartikeln. Fortfarande, den nära kopplingen räckte för att minska nanopartikelns skugga med 10 %. Forskarna föreslår att bättre kontroll av placeringen av molekylen och nanopartikeln skulle minska skuggan ytterligare, kanske tillräckligt för att få det att försvinna helt. De föreslår vidare att deras resultat öppnar dörren för att använda liknande par som switchar i fotonbaserade kretsar.

© 2020 Science X Network