Подобно тому, как джедаи в «Звездных войнах» используют «силу» для управления объектами на расстоянии, ученые могут использовать свет или «оптическую силу» для перемещения очень мелких частиц.
Изобретатели этой новаторской лазерной технологии, известной как «оптический пинцет», были удостоены Нобелевской премии по физике 2018 года.
Оптические пинцеты используются в биологии, медицине и материаловедении для сборки и манипулирования наночастицами, такими как атомы золота. Однако технология основана на различии в преломляющих свойствах захваченной частицы и окружающей среды.
Теперь ученые открыли новую технику, которая позволяет им манипулировать частицами, имеющими те же преломляющие свойства, что и фоновая среда, преодолевая фундаментальную техническую проблему.
Исследование «Оптический пинцет за пределами несоответствия показателя преломления с использованием высоколегированных наночастиц с повышающим преобразованием» было только что опубликовано в Природа Нанотехнологии.
«Этот прорыв имеет огромный потенциал, особенно в таких областях, как медицина», — говорит ведущий соавтор доктор Фань Ван из Технологического университета Сиднея (UTS).
«Способность толкать, тянуть и измерять силы микроскопических объектов внутри клеток, таких как нити ДНК или внутриклеточные ферменты, может привести к прогрессу в понимании и лечении многих различных заболеваний, таких как диабет или рак.
«Традиционные механические микрозонды, используемые для манипулирования клетками, являются инвазивными, а разрешение позиционирования низкое. Они могут измерять только такие вещи, как жесткость клеточной мембраны, но не силу молекулярных моторных белков внутри клетки», — говорит он.
Исследовательская группа разработала уникальный метод контроля преломляющих свойств и люминесценции наночастиц путем легирования нанокристаллов ионами редкоземельных металлов.