میکروحباب‌های گرافنی، لنزهای بی‌نظیری می‌سازند
- لینک مفید:استفاده از میکروحباب‌های هدفمند برای تجویز داروهای سمی سرطان
- بیشتر بدانید:لباس‌های با آستر گرافن که از نیش پشه جلوگیری می‌کنند
- بیشتر بخوانید:حسگر زیستی گرافنی که می‌تواند سرطان ریه را در مراحل اولیه تشخیص دهد
میکروحباب‌های گرافنی، لنزهای بی‌نظیری می‌سازند
حباب‌های کوچک می‌توانند مشکلات بزرگی را حل کنند، میکروحباب‌ها با قطر حدود ۱ تا ۵۰ میکرومتر کاربردهای گسترده‌ای دارند.
آنها برای دارورسانی، تمیز کردن غشا، کنترل بیوفیلم و تصفیه آب استفاده می‌شوند.
آنها به عنوان محرک در دستگاه‌های آزمایشگاهی روی تراشه برای اختلاط میکروفلوئیدیک، چاپ جوهرافشان و مدارهای منطقی و در لیتوگرافی فوتونیک و تشدیدگرهای نوری به کار رفته‌اند.
همچنین آنها به طور قابل توجهی در تصویربرداری زیست‌پزشکی و کاربردهایی مانند به دام انداختن و دستکاری DNA نقش داشته‌اند.
با توجه به طیف گسترده کاربردهای میکروحباب‌ها، روش‌های زیادی برای تولید آنها توسعه داده شده است، از جمله فشرده‌سازی جریان هوا برای حل کردن هوا در مایع، سونوگرافی برای القای حباب در آب و پالس‌های لیزر برای آشکارسازی زیرلایه‌های غوطه‌ور در مایعات.
با این حال، این حباب‌ها تمایل دارند به طور تصادفی در مایع پراکنده شوند و نسبتاً ناپایدار باشند.
به گفته بائوهوا جیا، استاد و مدیر بنیانگذار مرکز انتقال مواد در دانشگاه فناوری سوینبرن، "برای کاربردهایی که نیاز به موقعیت و اندازه دقیق حباب و همچنین پایداری بالا دارند به عنوان مثال، در کاربردهای فوتونیک مانند تصویربرداری و به دام انداختن، ایجاد حباب‌ها در موقعیت‌های دقیق با حجم، انحنا و پایداری قابل کنترل ضروری است."
جیا توضیح می‌دهد که برای ادغام در پلتفرم‌های بیولوژیکی یا فوتونیک، بسیار مطلوب است که میکروحباب‌های کنترل‌شده و پایدار با استفاده از تکنیکی سازگار با فناوری‌های پردازش فعلی ساخته شوند.
بادکنک‌های گرافنی
جیا و دیگر محققان دانشگاه فناوری سوینبرن اخیراً با محققانی از دانشگاه ملی سنگاپور، دانشگاه راتگرز، دانشگاه ملبورن و دانشگاه موناش همکاری کردند تا روشی برای تولید میکروحباب‌های گرافنی با کنترل دقیق روی سطح شیشه با استفاده از پالس‌های لیزر توسعه دهند.
گزارش آنها در مجله Advanced Photonics که توسط همکارانشان بررسی شده و دسترسی آزاد دارد، منتشر شده است.
این گروه از مواد اکسید گرافن استفاده کردند که از یک فیلم گرافن تزئین شده با گروه‌های عاملی اکسیژن تشکیل شده است.
گازها نمی‌توانند از مواد اکسید گرافن عبور کنند، بنابراین محققان از لیزر برای تابش موضعی فیلم اکسید گرافن استفاده کردند تا گازهایی تولید کنند که درون فیلم محصور شوند و میکروحباب‌هایی مانند بادکنک تشکیل دهند.
هان لین، پژوهشگر ارشد دانشگاه سوینبرن و نویسنده اول مقاله، توضیح می‌دهد: «به این ترتیب، موقعیت میکروحباب‌ها را می‌توان به خوبی توسط لیزر کنترل کرد و میکروحباب‌ها را می‌توان به دلخواه ایجاد و حذف کرد. در عین حال، مقدار گازها را می‌توان با منطقه تابش و قدرت تابش کنترل کرد. بنابراین، می‌توان به دقت بالایی دست یافت.»
چنین حباب با کیفیتی را می‌توان برای دستگاه‌های پیشرفته اپتوالکترونیکی و میکرومکانیکی با نیازهای دقت بالا استفاده کرد.
محققان دریافتند که یکنواختی بالای لایه‌های اکسید گرافن، میکروحباب‌هایی با انحنای کروی کامل ایجاد می‌کند که می‌توانند به عنوان لنزهای بازتابی مقعر استفاده شوند.
به عنوان نمونه، آنها از لنزهای بازتابی مقعر برای متمرکز کردن نور استفاده کردند.
این تیم گزارش می‌دهد که این لنز، نقطه کانونی با کیفیت بالا را در شکل بسیار خوبی ارائه می‌دهد و می‌تواند به عنوان منبع نور برای تصویربرداری میکروسکوپی مورد استفاده قرار گیرد.
لین توضیح می‌دهد که لنزهای بازتابی همچنین قادر به متمرکز کردن نور در طول موج‌های مختلف در همان نقطه کانونی بدون انحراف رنگی هستند.
این تیم تمرکز یک نور سفید فوق پهن باند، که محدوده مرئی تا نزدیک به مادون قرمز را پوشش می‌دهد، با همان عملکرد بالا را نشان می‌دهد، که به ویژه در میکروسکوپی فشرده و طیف‌سنجی مفید است.
جیا اظهار می‌کند که این تحقیق "مسیری برای تولید میکروحباب‌های بسیار کنترل شده به دلخواه و ادغام میکروحباب‌های گرافن به عنوان اجزای نانوفوتونی پویا و با دقت بالا برای دستگاه‌های آزمایشگاهی روی تراشه کوچک، همراه با کاربردهای بالقوه گسترده در طیف‌سنجی با وضوح بالا و تصویربرداری پزشکی" فراهم می‌کند.
تاریخ:1404/6/23
مهسا نعمتی
