27 Апреля 2020
МОСКВА, 27 апреля - Российские ученые из Университета ИТМО в сотрудничестве с коллегами из Академии наук Чехии предложили использовать для перемешивания жидкостей в микроемкостях энергию света. Работа опубликована в журнале Advanced Science.Подчас ученым — микробиологам, химикам, фармацевтам — нужно контролировать процесс перемешивания жидкостей в так называемых микрореакторах — таких маленьких емкостях, куда не получится опустить даже самую тонкую иглу.
Микрореакторы, какие еще называют лабораториями на чипе, используют для экспресс-анализа крови, смешивания микроскопических доз веществ, получения новых лекарств, проведения биологических опытов на клетках.
Однако при работе с микрореакторами существует одна сложность: ученые практически не могут влиять на скорость перемешивания или, выражаясь научным языком, диффузии жидкостей и реагентов, которые попадают в такую микролабораторию.
Авторы нового исследования предложили методику, которая может решить эту проблему. Для перемешивания жидкостей они использовали высокое давление света.
Еще в конце XIX существования британский ученый Джеймс Максвелл выразил идею, что свет может оказывать давление на физические объекты. Вскоре русский ученый Петр Лебедев доказал это на практике. Однако сила этого высокое давления совсем небольшая, и в те времена ей применения не нашлось.
Cейчас же этим направлением занимается целая область физики — оптомеханика. С помощью света ученые захватывают живые клетки, шатают мельчайшие частицы вещества и, как оказалось, эти же силы можно использовать для перемешивания жидкости.
Ученые из Санкт-Петербурга разработали наноантенну, представляющую собой крошечный сантиметр кремния размером около двухсот нанометров. Это невидимое глазу поступление способно управлять световой волной, которая на нее попадает.
Наша наноантенна превращает свет круговой поляризации в оптический вихрь, — приводятся в пресс-релизе слова босса исследования, профессора Нового Физтеха ИТМО Александра Шалина. — Энергия света закручивается вокруг нее.
Для усиления эффекта ученые добавили в жидкость некоторое количество наночастиц золота. Захваченные оптическим вихрем частицы начинали вращаться вокруг кубика силиция, выступая таким образом в качестве ложечки для перемешивания реактивов. Причем размер этой конструкции так мал, что она может усилить диффузию в сто раз в одном конце микрореактора, практически не влияя на то, что происходит в другом.
Золото — это химически инертный материал, который плохо вступает в реакции, — заявляет соавтор работы Адриа Канос Валеро, — также он не токсичен. Кроме того, нам необходимо было добиться такого, чтобы на наночастицы воздействовали только спиновые силы и излучательное давление, но не тяготение к наноантенне, иначе частицы просто прилипли бы к ней. Этот эффект наблюдается для частиц золота определенного размера, если на систему светит обычный зеленый лазер. Мы смотрели и другие металлы, но, к примеру, для серебра эти эффекты наблюдаются лишь в ультрафиолетовом спектре, что менее удобно.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....