Tyrėjai iš Šiaurės Karolinos valstybinio universiteto (JAV) sukūrė paprastą, keičiamo mastelio metodą, leidžiantį tvarkingai išrikiuoti aukso nanolazdeles – darinius, pasižyminčius optinėmis savybėmis, kurios praverstų plėtojant atvaizdavimo technologijas biomedicinoje.
Tvarkingai išrikiuoti aukso nanolazdeles yra svarbus uždavinys, nes šios dalelės skirtingai reaguoja į šviesą – priklausomai nuo jų orientacijos. Tam, kad galėtų deramai kontroliuoti jų optinį atsaką, tyrėjai privalo užtikrinti, jog jos suformuotų tvarkią struktūrą.
Šiaurės Karolinos valstybinio universiteto mokslininkai sugalvojo išrikiavimo metodą, kurio pagrindą sudaro elektrostatinio verpimo būdu išgauti polimero nano arba mikropluoštai. Elektrostatinis verpimas – pluošto gamybos metodas, kuomet skystasis polimeras atskiriamas nuo adatos ir sustingdomas. Tyrėjai pagamino pluoštą, kurio storis siekia nuo 40 nanometrų iki 3 mikrometrų.
Mokslininkai įmaišė aukso nanolazdeles į polimero tirpalą, taip priversdami jas tiesiogiai susilieti su polimeru. Formuojantis pluoštui nanolazdelės išsirikiuoja. Jėga, kurios poveikį patiria skystasis polimeras, kuomet jis emituojamas iš elektrostatinės verpimo adatos, polimero tirpale sukuria tam tikras linijas.
„Nanolazdelės yra priverčiamos išsirikiuoti šių linijų kryptimi, panašiai kaip rąstai, plukdomi upėje, paklūsta srovės tėkmei, – pasakoja minėtojo universiteto medžiagų mokslo ir inžinerijos asistuojantis profesorius bei straipsnio bendraautoris Džo Treisis (Joe Tracy). – Kai polimerai sustingsta, tvarkingai išsirikiavusios nanolazdelės lieka įkalintos“.
„Elektrostatinio verpimo metodai, nuolat plėtojami šioje mokslo įstaigoje, yra pasaulinio lygio ir davė mums nemažai naujoviškų bei naudingų medžiagų, – teigia cheminės ir biomolekulinės inžinerijos bei medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius Ričas Spontakas (Rich Spontak), taip pat prisidėjęs prie publikuotojo straipsnio. – Visų įspūdingiausia yra tai, kad išsirikiavimas yra daugiamastelis, kitaip tariant, tuo pačiu metu pasiektas esant skirtingoms ilgio skalėms. Nanolazdelės yra išsidėstę nanomasteliniu lygmeniu, kai tuo tarpu pluoštas apdorotas taikant didesnę skalę“.
Nors šis metodas anksčiau buvo panaudotas tvarkingai išrikiuojant kitos rūšies nanolazdeles, šįkart mokslininkams pavyko susitvarkyti su aukso dariniais. „Kiek mums yra žinoma, tai pirmasis kartas, kai tokio dydžio nanolazdelės yra išrikiuojamos elektrostatinio verpimo pluošte“, – pabrėžia Dž. Treisis, primindamas, jog tyrimas buvo sutelktas į ganėtinai trumpas nanolazdeles.
Jeigu tiksliau, mokslininkai panaudojo nanolazdeles, kurių proporcingumo koeficientas siekia 3.1. Tai reiškia, kad nanolazdelė, kurios plotis lygus 10 nanometrų, bus 31 nanometro ilgio. Nanolazdelių, naudotų tyrimuose, ilgis siekė apie 49 nanometrus.
Proporcingumo koeficientas yra svarbus dydis, nes nuo jo priklauso, kaip nanolazdelės sąveikauja su šviesa, taigi, ir šių darinių optinės savybės.
