納米澱粉

    納米納米甲型研究側重於金屬表麵納米級附近的光學現象。在納米納米上,研究人員將納米級光聚焦在下方衍射極限(通常是通過將自由光子轉換為局部充電密度振蕩 - 所謂的表麵等離子體 - 上貴金屬納米結構,通常是用於觀察樣品的光的一半的寬度用於查看樣品的一半。並且通常是通過使用天線理論概念設計的。
    這些小金屬顆粒中的等離子體共振的物理現象已用於幾個世紀。它們是世界上彩色彩色玻璃窗的充滿活力色調可見。占領曆史悠久的例子:Lycurgus杯由羅馬人在400 A.D中創建。由二向色玻璃製成 - 通過在玻璃中包括金銀納米粒子來實現的二色性效果 - 著名的杯子取決於光線是否通過它而表現出不同的顏色;從後麵點擊時點燃的紅色,當從前麵點燃。它也是當代納米納米型研究的靈感的起源 - 在金屬表麵的納米級附近的光學現象研究。
    Lycurgus杯
    Lycurgus杯

    等離子體場增強

    等離子體場增強眾多應用的關鍵是從表麵增強的光譜,傳感,非線性光學,光活性癌症處理和光伏和光催化中的光吸收的增強。
    例如,研究人員開發了一個可調納米南納這為新型的基於等離子體基機電係統鋪平了道路,從而使等級勵磁場增強可以啟動機械運動。
    另一個實際應用是一個光子等級微腔用於超細蛋白質檢測。該技術在隨機金納米粒子層中的等離子體場增強位點進行光學捕獲蛋白質分子,從而使這些分子的超義檢測能夠檢測。
    最強烈的等離子體(即光學)字段通常出現在狹窄的間隙內 - 所謂的熱點- 在相鄰的金屬納米結構之間,特別是當分離到亞變尺尺度時。然而,實驗探測這種微小體積的等離子體場仍然挑戰納米製造和檢測技術。
    測量從納米蓋地區內的探頭測量表麵增強的拉曼散射(SERS)信號是一個承諾的途徑,但它仍然麵臨著幾個棘手的問題:1)如何使用明確定義的幾何形狀創建寬度可控的亞風速器間隙;2)如何將納米孔插入這種狹窄的間隙,更重要的是;3)如何控製探頭相對於最強等離子體場分量的對準。
    在20世紀70年代發現,SERS是一種傳感技術,用於鑒定其在廣泛的領域中鑒定化學和生物分子的能力 - 包括單分子檢測靈敏度。它已被商業化,但不廣泛,因為在使用時消耗了執行感測所需的材料,相對昂貴並且複雜化。雖然SERS的通用基材的開發可能會改變。
    SERS依賴於稱為拉曼效應的物理學的基本現象 - 當通過物質時,單色光(例如激光)的變化。正確利用,拉曼散射可以通過檢測其特征光譜指紋來識別特定分子。SERS的潛在應用包括一係列材料的傳感和鑒定,包括化學和生物製劑,即興爆炸裝置和有毒工業廢物。
    拉曼光譜可以通過分析特征頻率(指紋)的條帶來提供有關各種相關現象:1)分子組合物的信息;2)通過使用極化選擇的峰值對入射和散射光的峰值來對稱或取向;或者3)通過分析例如,通過分析晶體中的應力或菌株的測量。

    光伏中的納米澱粉瘤

    陽光由許多波長的光線組成。在傳統的太陽能電池板中,矽原子被陽光擊中,原子的最外電子從這些波長的陽光中吸收能量,導致電子興奮。一旦激發電子吸收足夠的能量以從矽原子中跳躍,它們可以獨立地通過材料流動以產生電力。這被稱為光伏作用- 在太陽能電池板的光伏電池中發生的現象。
    盡管基於矽基的光伏電池可以吸收落入落入可見光譜的光波長,但是諸如紅外光通過矽的人眼 - 較長波長可見的可見光光。這些波長的光通過矽轉過來,從未轉換為電力 - 並且在紅外線的情況下,它們通常被丟失為不需要的熱量。
    依賴於納米結構金屬表麵的納米升性技術可以收獲更多的太陽能量。
    指某東西的用途等離子體黑金屬- 納米結構金屬被設計為具有低反射率和高吸收可見光和紅外光 - 可能有一天可以提供更有效的光伏(PV)的途徑,以改善太陽能收獲。

    等離子體顏色

    傳統顏料通過選擇性地吸收不同波長的光產生顏色 - 例如,紅色墨水出現紅色,因為它在藍色和綠色光譜區域中吸收強烈。對著色劑的染料和化學品的依賴性充滿了由於化學反應引起的染料衰落的問題;需要不同顏色的不同染料;染料相關化學廢物對環境的影響。
    通過使用金屬納米結構陣列,可以以更小的刻度實現類似的效果,因為某些波長的光激發自由電子的集體振蕩,稱為等離子體共振,在這種結構中。
    與可以重疊的彩色顏料不同,以產生新的二次色,離散金屬納米結構依賴於尺寸,形狀和相對定位以產生新的顏色。例如,可以設計鋁納米結構以產生廣泛的顏色,從而使其適用於前麵在銀和金中證明的超高分辨率彩色印刷。此外,納米金屬結構中的顏色混合過程導致比基本顏色調色板的“更純粹”的顏色(閱讀更多:“用鋁納米結構的光致矯位性等離子體印刷“)。
    示意圖說明了鋁等級像素的架構
    通過顏色調色和混合策略,使用擴展調色板的莫奈留下印象,日出。(a)適用於Musee Marmottan Monet,巴黎,法國/ Giraudon / Bridgeman圖像的許可。(b)僅使用“初級等離子體顏色”的有限調色板的繁殖較短。(c)使用展開的顏色調色板逼真的藝術品再現,允許原始音調和顏色的微妙變化。(d)(c)中的虛線盒的更高放大圖像突出顯示在等離子體繪畫中解決的刷子衝程。(e)傾斜的SEM圖像的像素圖像,示出了在等離子體塗料中觀察到的顏色是預定結構布局的表現。(以美國化學學會的許可轉載)

    納米升性生物傳感器

    有可能徹底改變感染診斷的潛力,研究人員已經發展起來能夠檢測活病毒的納米升性傳感器。已經證明了這些無標記的替代型納米納米型生物傳感器,以直接從醫學相關濃度從生物培養基中檢測活病毒,幾乎沒有樣品製備。
    另一個例子是簡單,超細納米升性MicroRNA傳感器該持有新診斷策略設計的承諾,可能是胰腺癌和其他癌症的預後和治療。
    並且,接近納米技術聖杯無標記的癌症標記檢測- 單個分子 - 研究人員已經證明使用納米型光學雜交微腔進行單一蛋白質的無標記檢測。
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