納米殼自組裝結構呈獨特光學性能

據美國物理學家組織網5月28日（北京時間）報道，美國科學家找到了一種方法，使7個“納米殼”（nanoshell）自組裝成一個具有獨特光學性能的“七聚物”。科學家表示，就像兒童使用積木搭建出復雜的建筑物或者車輛一樣，這種自組裝納米粒子的方法可以用來制造能夠捕捉、存儲和彎曲光線的復雜物體，比如化學傳感器、納米激光器等。相關研究論文刊登在27日的《科學》雜志上。
　　哈佛大學應用物理學家費德里克·卡帕索領導的科學團隊制造出了該物質，研究成員也包括“納米殼”粒子的發(fā)明人、美國萊斯大學電子和計算機工程系教授、納米光子學實驗室主任內奧米·哈拉斯。
　　哈拉斯發(fā)明的“納米殼”是一種光學性質可調控的新型納米顆粒，它是一種中空的金質或銀質球體，其大小只有紅血細胞的二十分之一，里面含有二氧化硅填充物。“納米殼”的中空形狀讓游移在金原子中的電子在吸收光能方面特別有效率，而改變殼的厚度后，吸收光線的頻率也隨之改變，這特別適用于生物技術方面的應用。比如，把“納米殼”注入腫瘤之中，并以紅外線光照射腫瘤，即可提高其溫度，借此消除腫瘤。
　　該論文的聯(lián)合作者之一、美國萊斯大學的物理學和天文學教授彼得·努德蘭德指出，新方法制造出的“七納米殼”結構創(chuàng)造了一種特殊的共振模式，這種共振會產生特定的光波干涉效應。他還表示，這些特性只會出現(xiàn)在人造物體中，因為這些“七聚物”具有自組裝特性，因此，它們比較容易被制造出來，具有很大的商業(yè)應用潛力。
　　努德蘭德說，新的“七聚物”能夠捕捉光、存儲能量并且讓光以特殊的形式彎曲，而天然物質無法做到這一點，因此，新結構非常適合用來制造超靈敏的生物和化學傳感器、納米激光器以及光子集成回路等。
　　努德蘭德是世界著名的等離子體光學專家，他在2008年預測，一個由納米殼制造出的“七聚物”會產生法諾共振，這激發(fā)了卡帕索的研究靈感，開始著手建造這個結構。之前，卡帕索也使用該方法制造出了磁性的由3個“納米殼”制造的“三聚物”。
　　哈拉斯表示，金屬表面的自由電子在適當?shù)碾姶挪ぐl(fā)下，自由電子與電磁波耦合產生集體震蕩，此即所謂的表面電漿共振，其發(fā)生于金屬與介質的交界面。納米殼是所有等離子體光學納米粒子家族中功能最多的一員，納米粒子自組裝方法可以用來制造復雜的二維和三維結構，“七聚物”的成功制造就證明了這一點。