Optische trapping is een techniek waarbij gebruik wordt gemaakt van een gefocusseerde laserstraal om kleine deeltjes in drie dimensies te manipuleren en op te sluiten. Deze techniek is gebruikt om een ​​breed scala aan verschijnselen te bestuderen, waaronder de optische eigenschappen van materialen, de dynamiek van biologische moleculen en de vorming van zelf-geassembleerde structuren.

In een recente studie gebruikte een team van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley optische trapping om glazen nanodeeltjes in een vacuümkamer te laten zweven. Ze ontdekten dat wanneer de nanodeeltjes dicht bij elkaar werden gebracht, ze op onverwachte manieren met elkaar begonnen te interageren. Deze interactie werd gemedieerd door het elektrische veld van de laserstraal, dat een ladingsscheiding in de nanodeeltjes induceerde.

De onderzoekers merkten op dat de nanodeeltjes stabiele clusters, of 'dimeren', konden vormen waarin de twee nanodeeltjes bij elkaar werden gehouden door elektrostatische krachten. Ze ontdekten ook dat de nanodeeltjes om elkaar heen konden draaien, en dat de rotatiesnelheid kon worden geregeld door de intensiteit van de laserstraal.

Deze studie levert nieuwe inzichten op in de fundamentele interacties tussen nanodeeltjes en licht. Het demonstreert ook het potentieel van optische trapping als hulpmiddel voor het bestuderen van de eigenschappen van nieuwe materialen en voor het met voortreffelijke precisie manipuleren van individuele nanodeeltjes.

Implicaties voor wetenschap en technologie

Het vermogen om individuele nanodeeltjes te manipuleren en te controleren heeft een breed scala aan potentiële toepassingen in wetenschap en technologie. Het zou bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt om nieuwe materialen te ontwikkelen met op maat gemaakte optische en elektrische eigenschappen, om nieuwe sensoren en apparaten te creëren, en om de fundamentele interacties tussen atomen en moleculen te bestuderen.

De studie heeft ook implicaties voor het vakgebied van de optofluïdica, de studie van de interactie van licht met vloeistoffen. Optofluidics heeft het potentieel om een ​​breed scala aan toepassingen te revolutioneren, waaronder medicijnafgifte, beeldvorming en diagnostiek. Het vermogen om nanodeeltjes met licht te controleren zou nieuwe manieren kunnen bieden om vloeistoffen en materialen in optofluidische apparaten te manipuleren.

Conclusie

De studie van de interactie tussen glazen nanodeeltjes en laserlicht levert nieuwe inzichten op in de fundamentele eigenschappen van nanodeeltjes en de mogelijke toepassingen van optische trapping. Dit onderzoek opent nieuwe wegen voor het onderzoeken van de eigenschappen van nieuwe materialen en voor het manipuleren van individuele nanodeeltjes met voortreffelijke precisie.