أضواء على الأبحاث

الضوء المسافر: «مَركبات فائقة» مجهرية تقودها أشعة الليزر

  • Published online:

يمكن تشغيل مَرْكَبات مجهرية وتوجيهها بواسطة الضوء، بل واستخدامها في نقل الحمولات الدقيقة، مثل الكائنات وحيدة الخلية.

تُعتبر الأسطح البصرية الفائقة مواد فائقة الرقة، يمكنها تغيير اتجاه الضوء الوارد واستقطابه، وهي توجِّه موجات الضوء الكهرومغناطيسية. يسود اعتقاد بين العلماء مُفاده أن هذه المواد لا تتأثر بالضوء الذي تحوِّل مساره. إلا أن دانييل أندريان، الباحث بجامعة شالمر للتكنولوجيا في السويد، وزملاءه، أوضحوا أن هذا المنظور ليس صحيحًا دائمًا.

صنع مؤلفو الدراسة مَركبات دقيقة، تتألّف من أسطح ضوئية فائقة، مغروسة في جسيمات مجهرية. يمكن لضوء الليزر أن يدفع هذه «المَرْكبات الفائقة» عبر الأسطح، كما يمكن توجيهها عن طريق تغيير استقطاب الضوء.

وفي سبيل تعزيز ذلك التأثير إلى أقصى درجة ممكنة، استخدم الفريق عمليات محاكاة وتجارب، من أجل تحسين بِنْية هذه الأسطح الفائقة. واكتشف الباحثون أن المَركبات التي تتألف من مواد محسَّنة يمكنها التحرك في أنماط معقدة، كما تستطيع تصحيح توجهها ذاتيًّا، وحَمْل أجسام دقيقة، مثل حبات البوليسترين، وخلايا الخميرة.

يشير الفريق إلى أنه بالنظر إلى اتساع طائفة الأسطح البصرية الفائقة التي يمكن استخدامها في هذه المَركبات، فإن لهذه الأدوات كثيرًا من التطبيقات المحتملة، بما في ذلك التطبيقات المرتبطة بالاستشعار الجزيئي.

Nature Nanotechnol. (2021)