علماء NYU يستخدمون الضوء للتحكم في تكوّن البلورات

طوّر باحثون في جامعة نيويورك طريقة لتوجيه تجميع الجسيمات المجهرية إلى بلورات باستخدام الضوء. تسمح هذه التقنية، التي تفصّل في مجلة Chem، بالتحكم في الوقت الفعلي في نمو البلورات وحلّها. يمكن لهذا النهج تمكين مواد استجابية جديدة لتطبيقات في البصريات والفوتونيات.

تشكّل البلورات أساس العديد من الهياكل الطبيعية والتكنولوجية، من رقائق الثلج إلى السيليكون في الإلكترونيات. ومع ذلك، كان التحكم الدقيق في تكوّنها تحديًا، حيث تتجمّع الجسيمات عادةً وفق شروطها الخاصة. nnمعالج فريق بقيادة Stefano Sacanna، أستاذ الكيمياء في NYU، هذا الأمر بإدخال جزيئات حساسة للضوء تُدعى حموض فوتوية إلى سائل معلّق من الجسيمات الكولويدية. هذه الكرات الصغيرة تحاكي ترتيبات الذرات في البلورات وتُستخدم في الحساسات والليزر. عندما يصيب الضوء الحموض الفوتوية، تصبح أكثر حمضية، مما يُغيّر شحنات سطح الجسيمات وبالتالي جذبها أو نفورها. nn«باختصار، استخدمنا الضوء كجهاز تحكم عن بعد لبرمجة كيفية تنظيم المادة على المستوى الدقيق»، قال Sacanna. nnأظهرت التجارب والمحاكاة أن تغيير شدة الضوء أو مدّته أو نمطه يمكّن من التلاعب الدقيق. استطاع الباحثون إثارة تكوّن البلورات، وإذابة الموجودة، وإعادة تشكيل الهياكل، أو إنشاء تجميعات أكبر موحّدة. Steven van Kesteren، باحث ما بعد الدكتوراه السابق في مختبر Sacanna والآن في ETH Zürich، قال: «مجرد رفع أو خفض الضوء قليلاً كان الفرق بين التصاق الجسيمة تمامًا أو حريتها التامة». nnيعمل الطريقة في إعداد «وعاء واحد» («one-pot») واحد، يجمع ويفكّ تجميع الجسيمات بشكل عكسي دون تغيير الشروط الأخرى. تنبع هذه البساطة من سهولة التحكم في الضوء، مما يسمح بسلوكيات معقّدة مثل إذابة مناطق بلورية محدّدة بشكل انتقائي. nnالعمل، المدعوم من US Army Research Office، وSwiss National Science Foundation، وSimons Center في NYU، يشير إلى مواد قابلة للبرمجة بالضوء. Glen Hocky، أستاذ مشارك في الكيمياء في NYU، قال: «نهجنا يقرّبنا من مواد كولويدية ديناميكية وقابلة للبرمجة يمكن إعادة تهيئتها عند الطلب». nnيشمل المؤلّفون الإضافيّون Nicole Smina، وShihao Zang، وCheuk Wai Leung، جميعهم من NYU.

مقالات ذات صلة

Researchers at Japan's RIKEN Center for Emergent Matter Science have pioneered a method to carve three-dimensional nanoscale devices from single crystals using focused ion beams. By shaping helical structures from a magnetic crystal, they created switchable diodes that direct electricity preferentially in one direction. This geometric approach could enable more efficient electronics.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

Physicists at New York University have developed a new type of time crystal using sound waves to suspend tiny styrofoam beads, resulting in nonreciprocal interactions that defy Newton's third law of motion. The compact, visible system oscillates in a steady rhythm and was detailed in Physical Review Letters. Researchers suggest potential applications in quantum computing and insights into biological rhythms.

Researchers at The University of Osaka have developed ultra-small pores in silicon nitride membranes that approach the scale of natural ion channels. These structures enable repeatable opening and closing through voltage-controlled chemical reactions. The advance could aid DNA sequencing and neuromorphic computing.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

Researchers have experimentally observed a hidden quantum geometry in materials that steers electrons similarly to how gravity bends light. The discovery, made at the interface of two oxide materials, could advance quantum electronics and superconductivity. Published in Science, the findings highlight a long-theorized effect now confirmed in reality.

 

 

 

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض