مشاهده خودآرایی نانوذرات طلا در فاز سیال

به گزارش گروه علم و فناوری آنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، تیم تحقیقاتی از دانشگاه ایلینوی اقدام به خودآرایی نانوذرات طلا درون محفظه‌ای شبیه به آکواریم کردند تا در این فضا بتوانند فرآیند خودآرایی را کنترل کنند و در نهایت مواد مهندسی شده به‌دست آورند. نانوذرات کلوئیدی خودآرا یکی از مواد بسیار مهم در ساخت نمایشگرهای LED، پیل‌های خورشید و باتری‌هاست. برای مشاهده این نانوذرات از میکروسکوپ الکترونی قدرتمند استفاده می‌شود چراکه میکروسکوپ‌های الکترونی رایج نمی‌توانند تصاویر مناسبی ارائه کنند.

چن از محققان این پروژه می‌گوید: «فرآیند خودآرایی ذرات کلوئیدی همیشه شبیه به جعبه سیاه بوده است که در آن ذرات، رفتاری شبیه به مولکول و اتم دارند. ما می‌توانیم شیمی کلاسیک و نظریه‌های فیزیکی را با هم ترکیب و رفتار ذرات را مدل‌سازی کنیم. در این روش جدید که به میکروسکوپ الکترونی عبوری فاز سیال شهرت دارد، ما نشان می‌دهیم که چگونه این فرآیند اتفاق می‌افتد».

محققان این پروژه در مقاله خود نشان دادند که چگونه می‌توان شکل ماده نهایی را با کنترل شکل نانوذرات، کنترل کرد. چن افزود: «یکی از چالش‌های فناوری‌ نانو، فقدان کنترل روی فرآیندهای آرایش مصنوعی است. اگر از ذرات با اشکال مختلف استفاده کنیم، می‌توانیم چگونگی چیدامان ذرات را کنترل کرده و ساختار نهایی را براساس نیاز مهندسی کنیم. ما می‌توانیم با دقت بالا نرخ خودآرایی را کنترل کنیم و در نهایت به یک ساختار از پیش تعیین شده برسیم».

نانوذرات طلا قابلیت‌های زیادی دارند. از آنها می‌توان برای تمرکز تابش الکترومغناطیسی و در نهایت گرما استفاده کرد. یکی از پتانسیل‌های این روش، درمان گرمانوری است که در آن نانوذرات به بیمار تزریق می‌شوند و بعد از رسیدن به تومور سرطانی، با گرم شدن موجب از بین رفتن تومور می‌شوند.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که با استفاده از روش TEM فاز سیال می‌توان به مطالعه ساختارهای پروتئینی و میکرواورگانیسم‌های درون بدن پرداخت. معمولا پروتئین‌ها برای تصویربرداری باید منجمد شوند که این کار منجر به آسیب ساختاری در آنها می‌شود. با این روش می‌توان پروتئین را در محیط مایع مشاهده کرد.