นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกาและจีนได้สร้างแหนบออปติคัลแบบใหม่ที่ดักจับอนุภาคที่อุณหภูมิต่ำกว่า และใช้เลเซอร์ที่อ่อนกว่าเทคนิคแหนบออปติคอลแบบเดิม ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของความเสียหายจากแสงและความเสียหายจากความร้อน อุปกรณ์ใหม่นี้ใช้ประโยชน์จากการทำความเย็นด้วยแสงเพื่อดักจับอนุภาคผ่านเทอร์โมโฟรีซิส แทนที่จะใช้แรงด้วยแสง ในปี 2018 ส่วนแบ่งของรางวัลโนเบล
สาขาฟิสิกส์
ตกเป็น จากการประดิษฐ์แหนบออปติก เครื่องมือเหล่านี้ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มีความเข้มข้นสูงเพื่อสร้างแรงที่สามารถจับและเคลื่อนย้ายวัตถุขนาดเล็ก เช่น อนุภาคนาโน อะตอม และสารชีวโมเลกุล ตอนนี้พวกเขาได้มีส่วนร่วมในความก้าวหน้าที่โดดเด่นในด้านนาโนเทคโนโลยี ฟิสิกส์ วิทยาศาสตร์ชีวภาพ และเคมี
แต่มีปัญหากับแหนบออปติคัล ในการสร้างแรงที่จำเป็น พวกเขาต้องการลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสอย่างเข้มข้นและมีความเข้มแสงสูง ในระหว่างการโต้ตอบเป็นเวลานาน อาจทำให้เกิดความเสียหายจากแสงและการสะสมของความร้อนที่สามารถเปลี่ยนแปลงหรือทำลายอนุภาคและตัวอย่างทางชีวภาพได้
ตอนนี้นักวิจัยได้พัฒนาเทคนิคใหม่ ซึ่งพวกเขาเรียกว่าแหนบทำความเย็นแบบออปโต เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ วิธีนี้อาศัยเทอร์โมโฟรีซิส (การเคลื่อนที่ของอนุภาคในการไล่ระดับอุณหภูมิ) และการใช้วัสดุออปติกที่เย็นลงเมื่อฉายแสงเลเซอร์บนวัสดุดังกล่าว ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการทำความเย็นด้วยแสง
แนวคิดคือการสร้างจุดเย็นบนวัสดุเพื่อให้อนุภาคเคลื่อนที่เข้าหามัน นักฟิสิกส์ อธิบายว่า“เนื่องจากอนุภาคส่วนใหญ่ไม่ชอบความร้อนโดยธรรมชาติ พวกมันจึงมักจะเคลื่อนจากบริเวณที่ร้อนไปยังบริเวณที่เย็น” “ดังนั้นพวกมันจึงสามารถถูกขับไปยังจุดที่เย็นซึ่งสร้างโดยเลเซอร์ แล้วถูกขังอยู่ที่บริเวณที่เย็น”
นอกจากการหยุดความร้อนสูงเกินไปและความเสียหายจากความร้อนแล้ว เทคนิคปากคีบนี้ยังใช้ลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสน้อย ซึ่งช่วยลดความเสียหายจากแสงเนื่องจากไม่ขึ้นอยู่กับแรงทางแสง “เราไม่ต้องการลำแสงเลเซอร์ที่มีโฟกัสสูง เราแค่ต้องสร้างการไล่ระดับอุณหภูมิผ่านการระบายความร้อนด้วยแสง”
สถานที่
น่าสนใจเย็น เพื่อให้ได้แหนบออปโตทำความเย็น Li และเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างสารตั้งต้นจากผลึกอิตเทรียมลิเธียมฟลูออไรด์ (Yb:YLF) ที่เจือด้วยอิตเทอร์เบียม เมื่อแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่น 1,020 นาโนเมตรส่องลงบนผลึกนาโนเหล่านี้ จะเกิดผลผิดปกติที่เรียกว่าสารเรืองแสงต้านสโตกส์
ซึ่งทำให้วัสดุเย็นลง Li อธิบายว่าวัสดุมักจะดูดซับพลังงานโฟตอนและแปลงเป็นความร้อน แต่คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของ Yb:YLF ทำให้ปล่อยโฟตอนที่มีพลังงานสูงกว่าที่ดูดซับไว้ “ด้วยปฏิสัมพันธ์ที่ไม่เหมือนใครนี้ วัสดุจะสูญเสียพลังงาน สูญเสียความร้อนและความเย็น” Li กล่าว
เมื่อนักวิจัยส่องเลเซอร์ขนาด 1,020 นาโนเมตรบนวัสดุพิมพ์ พวกเขาสังเกตเห็นอุณหภูมิที่ลดลงทันทีประมาณ 7.5 °C ที่ศูนย์กลางลำแสงเลเซอร์ เมื่อเพิ่มความเข้มของเลเซอร์ อุณหภูมิก็ลดลงอีกและการไล่ระดับอุณหภูมิทั่ววัสดุก็เพิ่มขึ้น ทีมงานใช้แหนบทำความเย็นแบบออปโตเพื่อดึงดูด ดักจับ
และปล่อยอนุภาคนาโนโพลีสไตรีนเรืองแสงขนาด 200 นาโนเมตร อนุภาคนาโนถูกวางไว้ในน้ำหนักเหนือพื้นผิวคริสตัล ซึ่งถูกเลือกเพราะมีการดูดกลืนแสงต่ำที่ 1,020 นาโนเมตร พวกเขาพบว่าการไล่ระดับอุณหภูมิให้ช่วงการทำงานที่ค่อนข้างไกลเมื่อเทียบกับแหนบแบบออปติคัล
เพื่อทดสอบข้อดีของลำแสงเลเซอร์ที่อ่อนกว่าและอุณหภูมิที่เย็นกว่า นักวิจัยได้เปรียบเทียบเลเซอร์ขนาด 1020 นาโนเมตรชนิดเดียวกันที่ใช้เป็นแหนบออปติคัลและแหนบทำความเย็นแบบออปโตบนอนุภาคนาโนโพลิสไตรีนเรืองแสง พวกเขาพบว่าแหนบออปติคัลแบบเดิมทำให้ความเข้ม
ของการเรืองแสงของอนุภาคนาโนลดลงอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งเป็นผลมาจากการฟอกสีด้วยแสงและการฟอกสีด้วยความร้อน ในขณะที่อนุภาคที่ติดอยู่ในแหนบทำความเย็นของออปโตนั้นลดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น การศึกษาที่ตีพิมพ์แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้แหนบทำความเย็นแบบออปโตได้ Li
และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังวางแผนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพระบบ ซึ่งจะรวมถึงการปรับปรุงวัสดุพิมพ์เพื่อสร้างจุดระบายความร้อนที่สม่ำเสมอมากขึ้น และเพิ่มความสามารถในการดักจับเพื่อลดกำลังของเลเซอร์ลงอีก ทำให้สามารถดักจับอนุภาคนาโนที่อยู่ห่างจากลำแสงเลเซอร์มากกว่า 10 µm ได้
เมื่อพวกเขา
เพิ่มความเข้มของเลเซอร์ อนุภาคนาโนก็จะจำกัดอยู่ที่ศูนย์กลางลำแสงเลเซอร์มากขึ้น พวกมันยังดักจับโปรตีนเรืองแสง ทำให้ได้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน โครงสร้างทางกายภาพและการเคลื่อนที่ของเรตินาอิงตามรูปทรงเศษส่วนในธรรมชาติ ตรงกันข้ามกับรูปทรงแบบยุคลิดที่ใช้โดยชิปไวแสงในกล้องดิจิทัล
เทคโนโลยีการเจริญเติบโตของคลัสเตอร์ระดับนาโนจะถูกนำมาใช้เพื่อประกอบเซลล์ประสาทเทียมด้วยตัวเองบนพื้นผิวของการปลูกถ่ายจอประสาทตาในอนาคต ซึ่งเลียนแบบโครงสร้างเศษส่วนของเซลล์ประสาทตามธรรมชาติของดวงตา การวิเคราะห์รูปแบบเผยให้เห็นว่าดวงตาค้นหาข้อมูลภาพ
โดยใช้การเคลื่อนไหวแบบแฟร็กทัล ซึ่งคล้ายกับการตรวจจับสัตว์ ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการเคลื่อนไหวแบบสุ่มการกระจายเชิงพื้นที่ของเซลล์รับแสงทั่วอวัยวะเทียมต้องตรงกับที่พบในดวงตาเพื่อกระตุ้นกลไกการลดความเครียดทางสรีรวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการที่ดวงตา
ขยับจ้องเพื่อสังเกตฉากที่เป็นเศษส่วนทางแสง แต่ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดในกราฟีนด้วยเอฟเฟกต์การลาก และการมีอยู่ของมันหมายความว่าคุณสมบัติทางกายภาพของกราฟีนจะเปลี่ยนไปหากทิศทางของเวลากลับด้าน สูงวัสดุและได้นำไปสู่การปรับปรุงครั้งใหญ่ในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิธีที่เส้นของฟลักซ์แม่เหล็ก “หยุด” ในตำแหน่งหรือ “ละลาย” และเคลื่อนที่ ซึ่งมักจะทำใกล้กับT c
แนะนำ 666slotclub.com
