Լաբորատորիայից. Ռամանի էֆեկտն ավելի արդյունավետ օգտագործել փոքրիկ մասնիկները ուսումնասիրելու համար
Թեև Raman Scattering-ը դիտարկվող օբյեկտի մասին որոշ տեղեկություններ ստանալու շատ արդյունավետ միջոց է, այն նաև չափազանց թույլ երևույթ է:
Raman Scattering-ը անվանվել է Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր Sir C V Raman-ի պատվին: (Էքսպրես արխիվ) Ենթամիկրոնային մասնիկները, ինչպիսիք են մոլեկուլները, չափազանց փոքր են տեսնելու համար: Գիտնականները տարբեր մեթոդներ են օգտագործում դրանք անուղղակիորեն դիտարկելու և դրանց հատկությունները ուսումնասիրելու համար։ Այդ մեթոդներից մեկը լույսի ճառագայթների ուսումնասիրությունն է, որոնք ցրված են այս մասնիկներով:
Լույսը կարող է փոխազդել առարկայի հետ տարբեր ձևերով՝ այն արտացոլվում է, բեկվում, փոխանցվում կամ կլանվում տարբեր չափերով՝ կախված այն առարկայից, որի հետ փոխազդում է: Ընդհանուր առմամբ, լույսը, երբ փոխազդում է առարկայի հետ, պատահականորեն ցրվում է բոլոր ուղղություններով։
Երբ խնդրո առարկա առարկան շատ փոքր է, մի քանի նանոմետրի (միլիարդերորդ մետրի) կամ պակաս մասշտաբի, դրա վրա լույսի դիպվածի մեծ մասն անցնում է անխափան՝ ուշադրություն չդարձնելով մասնիկին: Դա պայմանավորված է նրանով, որ այս մասնիկները լույսի ալիքի երկարությունից փոքր են և, հետևաբար, ուժեղ չեն փոխազդում լույսի ալիքների հետ: Այնուամենայնիվ, շատ երբեմն, միլիարդից ոչ ավելի, քան մի քանի անգամ, լույսի ալիքները փոխազդում են մասնիկի հետ: Այս ցրված լույսի ալիքների հայտնաբերումը կարող է շատ կարևոր տեղեկատվություն տրամադրել մասնիկների լույսի հետ փոխազդեցության մասին:
Գիտնականների ուսումնասիրած բաներից մեկն այն է, թե արդյոք ցրված լույսն ունի նույն էներգիան, ինչ ուներ մինչ մասնիկին հարվածելը, թե արդյոք տեղի է ունեցել էներգիայի մակարդակի փոփոխություն: Այլ կերպ ասած՝ փոխազդեցությունը եղել է առաձգական, թե ոչ առաձգական։
Անառաձգական ցրման մի առանձնահատուկ տեսակ, որի դեպքում լույսի էներգիայի փոփոխություն է տեղի ունենում դիտարկվող մոլեկուլի կամ նյութի թրթռումների պատճառով, ինչը հանգեցնում է ալիքի երկարության հետևանքային փոփոխության, Ռաման ցրումն է (կամ Ռամանի էֆեկտը). ֆիզիկոս Սըր Ք.Վի Ռամանը, ով հայտնաբերեց այն 1920-ականներին, և որի համար նա արժանացավ Նոբելյան մրցանակի 1930 թվականին:
Թեև Raman Scattering-ը դիտարկվող օբյեկտի մասին որոշ տեղեկություններ ստանալու շատ արդյունավետ միջոց է, այն նաև չափազանց թույլ երևույթ է: Արդեն մի քանի տարի է, ինչ դոկտոր Գ.Վ. Պավան Կումարը և նրա թիմը Հնդկական Գիտության կրթության և հետազոտությունների ինստիտուտում (IISER) Պունեում, փորձում են ուղիներ փնտրել ինչպես Ռամանի, այնպես էլ առաձգական ցրման ազդեցությունը ուժեղացնելու համար, որպեսզի երևույթները կարողանան ավելի հեշտ ուսումնասիրել. Նրանք ուսումնասիրել են Ռաման ցրման ենթարկվող լույսի ալիքների քանակի ավելացումը, ինչպես նաև ցրված ալիքները որոշակի ուղղությամբ հարթեցնելու ուղղությամբ, որպեսզի դրանք բոլորը կարողանան վերցնել սենսորով կամ դետեկտորով:
Վերջերս Nano Letters-ում հրապարակված հոդվածում դոկտոր Պավան Կումարը և նրա թիմը զեկուցեցին, թե ինչպես են դրան հասել նանո մասշտաբով մետաղների հատուկ հատկությունների նորարարական օգտագործման միջոցով: Մետաղը, որը նրանք լայնորեն օգտագործում էին, արծաթն էր։ Նանո արծաթե մետաղալարը՝ զուգակցված դիտարկվող մոլեկուլների շերտի հետ, ցույց տվեց շատ հետաքրքիր արդյունքներ։ Բացի Raman Scattering-ի ուժն ուժեղացնելուց, արծաթե մետաղալարը գործում էր ալիքի ուղղորդող ալեհավաքի պես՝ ուղղորդելով ցրված ալիքները որոշակի անկյան տակ: Երևում էր, որ էֆեկտն ավելի է ուժեղանում, երբ տեղադրումը տեղադրվել է ոսկե նանո թաղանթի վրա:
Ապահովելու համար, որ նրանք ուսումնասիրում էին ցրված լույսը միայն ցանկալի մոլեկուլից, այլ ոչ թե արծաթե մետաղալարից կամ ոսկյա փայլաթիթեղից, փորձի մասնակիցները վերցրեցին ցրված լույսի ընթերցումներ յուրաքանչյուր առանձին նյութից, նախքան դրանք միավորելը: Թիմը նախագծել և կառուցել է հատուկ մանրադիտակ, որը կոչվում է Fourier Plane Raman Scattering մանրադիտակ, որը չափում է Raman ցրման ուժեղացումը, ինչպես նաև հայտնաբերելու ճշգրիտ ուղղությունը, որտեղից ցրված լույսի ալիքները դուրս են գալիս:
Մանրադիտակի ստացած ազդանշանները կարող են շատ լավ տեղեկատվություն տալ նանո-խոռոչում մոլեկուլների թրթռումային շարժման, միմյանց նկատմամբ նրանց կողմնորոշումների և ցրված լույսի անկյունային բաշխման մասին՝ բարձր ճշգրտությամբ և ճշգրտությամբ: Բժ.
Բացի այդ, նրանք արտանետում են Ֆուրիեի մանրադիտակի մեթոդները առաձգական և ոչ գծային լույսի ցրման համար՝ ուսումնասիրելու փափուկ նյութի կառուցվածքն ու դինամիկան, ինչպիսիք են կոլոիդները, հեղուկ բյուրեղները և ակտիվ նյութը, որը կոնցեպտուալ կապ ունի կենսաբանական բջիջների, թաղանթների և հյուսվածքների հետ:
Կիսվեք Ձեր Ընկերների Հետ:
