Optisk infångning är en teknik som använder en fokuserad laserstråle för att manipulera och begränsa små partiklar i tre dimensioner. Denna teknik har använts för att studera en mängd olika fenomen, inklusive materialens optiska egenskaper, biologiska molekylers dynamik och bildandet av självmonterade strukturer.

I en nyligen genomförd studie använde ett team av forskare från University of California, Berkeley optisk fångst för att sväva glasnanopartiklar i en vakuumkammare. De upptäckte att när nanopartiklarna fördes nära varandra började de interagera med varandra på oväntade sätt. Denna interaktion förmedlades av laserstrålens elektriska fält, vilket inducerade en laddningsseparation i nanopartiklarna.

Forskarna observerade att nanopartiklarna kunde bilda stabila kluster, eller "dimerer", där de två nanopartiklarna hölls samman av elektrostatiska krafter. De fann också att nanopartiklarna kunde rotera runt varandra, och att rotationshastigheten kunde styras av laserstrålens intensitet.

Denna studie ger nya insikter om de grundläggande interaktionerna mellan nanopartiklar och ljus. Det visar också potentialen hos optisk fångst som ett verktyg för att studera egenskaperna hos nya material och för att manipulera enskilda nanopartiklar med utsökt precision.

Konsekvenser för vetenskap och teknik

Förmågan att manipulera och kontrollera enskilda nanopartiklar har ett brett utbud av potentiella tillämpningar inom vetenskap och teknik. Det kan till exempel användas för att utveckla nya material med skräddarsydda optiska och elektriska egenskaper, för att skapa nya sensorer och enheter och för att studera de grundläggande interaktionerna mellan atomer och molekyler.

Studien har också implikationer för området optofluidik, som är studiet av ljusets interaktion med vätskor. Optofluidics har potential att revolutionera ett brett spektrum av applikationer, inklusive läkemedelstillförsel, bildbehandling och diagnostik. Förmågan att kontrollera nanopartiklar med ljus kan ge nya sätt att manipulera vätskor och material i optofluidiska enheter.

Slutsats

Studiet av interaktionen mellan glasnanopartiklar och laserljus ger nya insikter om nanopartiklars grundläggande egenskaper och de potentiella tillämpningarna av optisk fångst. Denna forskning öppnar nya vägar för att utforska egenskaperna hos nya material och för att manipulera enskilda nanopartiklar med utsökt precision.