यह विज्ञान है: प्लास्मोनिक छलावरण पहले से ही एक वास्तविकता है

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आज हम एक प्लासीमोन गिरगिट के बारे में बात करेंगे, आप यहाँ असली के बारे में जान सकते हैं ।

कोई भी धातु, सबसे पहले, स्वतंत्र रूप से बढ़ने वाले इलेक्ट्रॉनों की एक सरणी, इलेक्ट्रॉन गैस के साथ एक प्रकार का जलाशय है। नैनोस्केल राज्य में एक धातु की एक अद्भुत संपत्ति है - प्लासोन प्रतिध्वनि । चीनी वैज्ञानिकों के एक समूह ने अपने अमेरिकी सहयोगियों के साथ मिलकर, नैनोकणों की इस विशेषता का उपयोग प्लास्मोनिक छलावरण बनाने के लिए किया।

कट के नीचे क्या खाया जाता है और इसके साथ क्या खाया जाता है, इसके बारे में आप जानेंगे।

प्रस्तावना

यह समझने के लिए कि यह कैसे काम करता है, हमें प्रक्रिया की भौतिकी में गहराई से खुदाई करने की आवश्यकता है। तो, प्लास्मोन प्रतिध्वनि क्या है और इसका उपयोग किस लिए किया जाता है?

हम सभी जानते हैं कि किसी धातु की चिकनी सतह के साथ प्रकाश कैसे इंटरैक्ट करता है - यह परिलक्षित होता है, यही कारण है कि दर्पण के निर्माण में धातुओं का उपयोग किया जाता है: कुछ धातु प्रकाश को और भी बदतर दर्शाती हैं, अन्य बेहतर। लेकिन क्या होता है जब प्रकाश या एक विद्युत चुम्बकीय तरंग एक धातु नैनोकण के साथ बातचीत करता है जो वास्तव में इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है? धातु नैनोपार्टिकल्स के छोटे आकार और उनमें उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता के कारण, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव का विद्युत क्षेत्र नैनोपार्टिकल के अंदर इलेक्ट्रॉन क्लाउड को एक छोटी मात्रा में स्थानांतरित करता है, जो पीछे की तरफ से धातु के सकारात्मक चार्ज धातु को उजागर करता है।

एक विद्युत चुम्बकीय तरंग का इंटरैक्शन, जो एक बाहरी विद्युत क्षेत्र का एक स्रोत है, एक धातु नैनोपार्टिकल के साथ, जिसके परिणामस्वरूप विस्थापित चलती इलेक्ट्रॉनों के बीच आकर्षक बल और धातु परमाणुओं के एक सकारात्मक चार्ज भारी कंकाल है

, जिसके परिणामस्वरूप, नैनोकणों के दो विपरीत चार्ज वाले हिस्सों के बीच एक कोउलम्ब आकर्षण बल उत्पन्न होता है, जो इलेक्ट्रॉन को वापस लौटाता है। यह एक प्लास्मोन (एक इलेक्ट्रॉन गैस का गीला दोलन) है, और इसलिए कणों को खुद को प्लास्मोन कहा जाता है। जैसा कि किसी भी अन्य थरथरानवाला प्रक्रियाओं के मामले में, इस घटना में एक दिलचस्प संपत्ति है - प्रतिध्वनि, जो एक निश्चित आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अवशोषण में तेज वृद्धि में व्यक्त किया जाता है। यही कारण है कि धातु नैनोकणों के समाधान के अवशोषण स्पेक्ट्रा में नीचे की आकृति में दिखाया गया एक असामान्य घंटी के आकार का घटक है।

विभिन्न व्यास के सोने के नैनोकणों का अवशोषण स्पेक्ट्रा। स्पष्टता के लिए, स्पेक्ट्रम का दृश्य भाग प्रस्तुत किया जाता है।

नैनोकणों के व्यास के आधार पर, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य जिस पर इस तरह के प्रतिध्वन अवशोषण होता है, भिन्न हो सकता है, जैसा कि क्वांटम डॉट्स के साथ होता है ।

इसके अतिरिक्त, आप संभावित पत्रिका के पृष्ठों पर इस आशय के बारे में पढ़ सकते हैं (मुझे यहां पत्रिका खरीदने का एकमात्र लिंक मिला )। या 9 वें NanoOlympics में प्रतिभागियों के लिए वितरित YouTube पर एक व्याख्यान सुनें :

प्लास्मोनिक गिरगिट

बेशक, प्रत्येक धातु की अपनी गुंजयमान (प्लास्मोन) आवृत्ति होती है। सोने के लिए, तरंग दैर्ध्य जिस पर प्रतिध्वनि होती है वह 520-550 एनएम, चांदी के लिए, 410-430 एनएम के बारे में है। तदनुसार, यदि आप दो धातुओं को मिलाते हैं, तो आपको एक और दूसरे के गैर-रैखिक संयोजन मिलते हैं। यह प्रभाव है कि चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका के वैज्ञानिकों ने अपने काम में प्लासोन गिरगिट पर काम किया और प्रतिष्ठित वैज्ञानिक पत्रिका ACSNano में प्रकाशित किया।

पहली नज़र में, यह विचार बेहद सरल लगता है। आपको एक आदेशित झरझरा सामग्री (उदाहरण के लिए, एनोडाइज़्ड एल्यूमिना, एएओ ) लेने की ज़रूरत है , इसे इलेक्ट्रोड पर रखें, प्रत्येक छिद्र के अंदर एक छोटे से सोने के नैनोकणों को विकसित करें, और एक प्रवाहकीय जेल के साथ लेपित एक और इलेक्ट्रोड जोड़ें और शीर्ष पर चांदी के आयन युक्त।

(एसी) इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके प्राप्त नैनोपोर्स के एक ऑर्डर किए गए सरणी के संचालन और माइक्रोग्राफ के सिद्धांत को दिखाने वाला एक उपकरण आरेख (पैमाने के निशान - 100 एनएम); (एफई) पहले नमूनों का परीक्षण कर रहा है जो लाल से हरे रंग में बदलाव कर सकते हैं।

एक वोल्टेज (~ 1.5 वी) लागू करने से , आप काफी जल्दी (आखिरकार, हम नैनोकणों के बारे में बात कर रहे हैं) छिद्रों के अंदर सोने के द्वीपों पर चांदी की छोटी मात्रा जमा करते हैं और इस प्रकार सिस्टम के ऑप्टिकल गुणों को बदलते हैं। उदाहरण के लिए, 420 - 650 एनएम की सीमा में प्रकाश के प्रतिबिंब को नियंत्रित करना आसान है, जो व्यावहारिक रूप से पूरे दृश्यमान स्पेक्ट्रम को कवर करता है। और रिवर्स वोल्टेज का आवेदन आपको जेल में वितरित चांदी को आयनों में बदलने की अनुमति देता है।

एक विद्युत क्षेत्र को लागू करते समय रंग बदलने की डिवाइस की क्षमता का एक पूर्ण प्रदर्शन: (ए) प्रतिबिंब स्पेक्ट्रा, (बी) चांदी के जमाव समय पर अधिकतम प्रतिबिंब की स्थिति की निर्भरता (बस कुछ ही सेकंड!), ( सी ) काम में प्राप्त रंगों के साथ क्रोमैटिक आरेख

आमतौर पर वैज्ञानिक अनुसंधान; और यह समाप्त होता है: वे कहते हैं, हमने दिखाया है कि यह काम करता है, बाकी हमारा काम नहीं है । हालांकि, लेखकों की टीम ने वहां नहीं रुकने का फैसला किया और रंग बदलने वाली छोटी प्लेटों से मिलकर गिरगिट रोबोट बनाया। रोबोट सेंसर के साथ crammed है और इसे समायोजित करने के लिए आसपास के रंग सरगम ​​का विश्लेषण करने में सक्षम है।

(एसी) गिरगिट रोबोट बनाया गया जो पर्यावरण को अनुकूल बनाने, रंग बदलने में सक्षम है। (dc) विज्ञापन बैनर के लिए, उदाहरण के लिए "स्थिर" डिस्प्ले बनाने के लिए एक समान तकनीक का उपयोग किया जा सकता है।

इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि "स्थिर" डिस्प्ले बनाने के लिए इस तकनीक को सफलतापूर्वक लागू किया जा सकता है। वे विज्ञापन के क्षेत्र में आधुनिक एलईडी पैनलों की जगह ले सकते हैं।

रंगीन दीवार के साथ-साथ वास्तविक समय के रंग में परिवर्तन के साथ गिरगिट की चाल को दर्शाने वाला वीडियो ACSNano पत्रिका की वेबसाइट पर देखा जा सकता है।

अगर कोई अपनी जरूरतों और / या DIY के लिए एक समान तकनीक को अपनाने में दिलचस्पी रखता है, तो पूरक जानकारी में दिलचस्प जानकारी निहित हैलेख के लिए। डायनेमिक रियल-टाइम प्लाज़्मोनिक ट्यूनिंग के माध्यम से

मूल लेख, मैकेनिकल गिरगिट को ACSNano ( DOI: 10.1021 / acsnano.5b07472 ) में प्रकाशित किया गया है ।

एक निष्कर्ष के बजाय

और इस अवसर को लेते हुए, मैं सोने के नैनोकणों की एक और दिलचस्प विशेषता को नोट करना चाहूंगा, खासकर उन लोगों के लिए जो ऊपर दिए गए प्रति घंटा वीडियो को याद करते हैं। वे आश्चर्यजनक रूप से जल्दी और आसानी से दो विसर्जित तरल पदार्थों के इंटरफेस पर एकत्र किए जा सकते हैं, जैसा कि नीचे दिए गए वीडियो में दिखाया गया है।



30-40 एनएम कणों से आप एक वास्तविक दर्पण प्राप्त कर सकते हैं!

इस मामले में, नैनोकण एक फिल्म बनाते हैं जिसमें कुछ यांत्रिक गुण होते हैं। यह दरार नहीं करता है, नीचा नहीं करता है, अपनी धातु की चमक और रंग नहीं खोता है, और इसके बजाय खिंचाव और विकृति है, क्योंकि फिल्म के अंदर नैनोकण विशेष अणुओं से बंधे होते हैं।

अधिक वीडियो ACSNano पत्रिका वेबसाइट पर भी उपलब्ध हैं ।

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कभी-कभी यह संक्षेप में पढ़ना संभव है, और कभी-कभी मेरे टेलीग्राम चैनल पर विज्ञान और प्रौद्योगिकी की खबरों के बारे में इतना नहीं - हमारा स्वागत है;)

Source: https://habr.com/ru/post/hi391033/