ساخت میکرولیزر با استفاده از فناوری نانو
ساخت میکرولیزر با استفاده از فناوری نانو
مجله علمی ایلیاد - محققین آزمایشگاه ملی برکلی راهی پیدا کرده‌اند که به کمک آن می‌توان دانه‌های پلاستیکی پوشیده شده توسط نانوذرات را به لیزرهایی کوچک‌تر از سلول‌های قرمز خون تبدیل کرد. این میکرولیزرها می‌توانند نور مادون قرمز را به نورهایی با فرکانس بالاتر تبدیل کنند و از کوچک‌ترین لیزرهای گزارش شده به حساب می‌آیند.
«بروس کوهن» و همکارانش در این تحقیق، می‌گویند: «کوچک کردن اندازه‌ی لیزرها تا ابعاد میکرو برای تکنولوژی‌هایی که نیاز به کار در محیط‌های بسته دارند، اهمیت بالایی دارد. از جمله‌ی این تکنولوژی‌ها می‌توان به میکروپردازنده‌های فوق‌سریع و بافت‌های زنده‌ی مغزی اشاره کرد. کوچک کردن اندازه‌ی لیزر باعث افزایش اتلاف‌های نوری شده و در نتیجه باعث بالا رفتن نیاز به انرژی ورودی می‌شود.»
محققین با انجام آزمایش‌هایی دریافتند که اگر لیزر مادون قرمز بر روی نانوذرات تولیوم پوشانده شده بر روی دانه‌های پلاستیکی بتابد، نانوذرات موجود در اطراف سطح دانه‌ها پرش می‌کنند، نور می‌تواند در کسری از ثانیه در اطراف محیط ذره‌های کوچک هزاران بار بچرخد و به این ترتیب با برهم‌کنش فرکانس‌های مختلف نوری، نوری روشن‌تر تولید کند. وقتی که شدت نور پخش شده در اطراف دانه‌ها به یک حد آستانه‌ای می‌رسد، نور می‌تواند باعث ساطع شدن نورهای بیشتری با همان رنگ شود و نور تولید شده نیز مجدداً همین تحریک را انجام می‌دهد. این چرخه که در واقع اساس همه‌ی لیزرها است، باعث تولید نوری شدید در بازه‌ای کوچک از طول موج‌ها در دانه‌ها می‌شود.
قرار دادن این دانه در معرض لیزر مادون قرمز، با قدرت مناسب باعث تبدیل دانه‌ها به لیزر می‌شود که فرکانس بالاتری از لیزر اولیه دارد. این دانه‌ها نورهای لیزری تولید می‌کنند که به نسبت دیگر لیزرهای این‌چنینی توان کمتری نیاز دارد. لیزرهای نانوذره‌ای دیگر فقط در معرض پالس‌های کوتاه و قدرتمند نور قرار می‌گیرند، زیرا پالس‌های بلندتر باعث آسیب رسیدن به آن‌ها می‌شود. در این لیزر جدید، دانشمندان نشان داده‌اند که لیزر تولید شده می‌تواند به مدت ۵ ساعت ممتد در هوا و محیط‌های پویا کار کند.
متخصصین این تحقیق می‌گویند: «توانایی تولید لیزر ممتد و دارای دهانه‌ی در حد میکرو که بتواند در محیط خون انسان نیز کار کند، دارای کاربردهای فراوانی برای شناسایی و روشن کردن محیط‌های پیچیده‌ی زیستی است.»
نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر شده است.