Углеродные нанотрубки оказались отличными оптическими антеннами

Художественное изображение рассеянного света углеродных нанотрубок. Изображение: Shivank Garg. Художественное изображение рассеянного света углеродных нанотрубок. Изображение: Shivank Garg.

Ученые из Корнельского Университета обнаружили, что нанотрубки могут передавать и принимать свет на наноуровне, как портативные радиостанции принимают и передают радиоволны, сообщается на сайте Университета.

Согласно исследованию, которое возглавил доцент химии и химической биологии Корнельского Университета Дживонг Парк (Jiwoong Park), углеродные нанотрубки (свернутые в виде цилиндра листы атомов углерода) однажды могут стать основой более совершенных проводов оптического рассеяния – крошечных, по большей части невидимых антенн с возможностью контроля, поглощения и излучения света определенной окраски на наноуровне. Научная работа, соавтором которой выступил химик Гарнет Чан (Garnet Chan), была опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Первым автором статьи стал Дэниэль Джо (Daniel Y. Joh), бывший студент лаборатории Парка.

Ученые использовали релеевское рассеяние света (это же явление делает небо голубым) из углеродных нанотрубок, выращенных в лаборатории. Они обнаружили, что, хотя распространение светового рассеяния проходит, по большей части, традиционным способом и видимо вооруженным глазом, цвет и интенсивность рассеянного излучения обусловливаются природными свойствами фотона. Другими словами, простая нанотрубковая молекулярная структура со связью углерод-углерод определяет, как они рассеивают свет независимо от их формы, которая отличается от свойств сегодняшних металлических нанооптических структур.

«Даже если вы уменьшите ее размер, ничего не изменится, потому что рассеяние является базовым молекулярным явлением», – объясняет Парк.

Ученые выяснили, что светопропускание нанотрубок напоминает уменьшенную версию радиочастотной антенны в переносных радиостанциях, за исключением того, что они взаимодейтвуют со светом, а не радиоволнами. Принципы, которые управляют взаимодействиями между светом и углеродной нанотрубкой, оказались такими же, как между радиоантенной и радиосигналом.

Для проведения эксперимента ученые использовали собственную методику, которая полностью устраняет проблематичный фоновый сигнал путем покрытия поверхности основы соответствующей показателю преломления средой, делающей эту основу «невидимой» оптически, а не физически. Эта методика, позволившая им увидеть различные световые спектры, производимые нанотрубками, детально описана в другой научной статье, опубликованной в журнале Nano Letters.

Данная методика позволяет быстро и легко охарактеризовать большое количество нанотрубок, что в дальнейшем может подсказать способы выращивания более единообразных массивов нанотрубок.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (5 votes)
Источник(и):

1. Сайт Корнельского Университета

2. popnano.ru