Name: construction and operation of a light-driven gold nanorod rotary motor system
Uploaded: 2018-06-30T14:30:00
Duration: 9 min 48 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Construction and Operation of a Light-driven Gold Nanorod Rotary Motor System at JoVE.com

هذا العمل أيده كنوت ومؤسسة والنبرغ أليس، مجلس البحوث السويدية ومنطقة تشالمرز "علم مسبق" وتكنولوجيا النانو.

<ol>
	<li>Andr&#233;n, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+photothermal+effects+on+optically+trapped+gold+nanorods+by+simultaneous+plasmon+spectroscopy+and+brownian+dynamics+analysis.">Probing photothermal effects on optically trapped gold nanorods by simultaneous plasmon spectroscopy and brownian dynamics analysis.</a> ACS Nano. 11 (10), 10053-10061 (2017).</li><li>Shao, L., Yang, Z. -. J., Andr&#233;n, D., Johansson, P., K&#228;ll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+nanorod+rotary+motors+driven+by+resonant+light+scattering.">Gold nanorod rotary motors driven by resonant light scattering.</a> ACS Nano. 9 (12), 12542-12551 (2015).</li><li>Lehmuskero, A., Ogier, R., Gschneidtner, T., Johansson, P., K&#228;ll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+spinning+of+gold+nanoparticles+in+water+using+circularly+polarized+light.">Ultrafast spinning of gold nanoparticles in water using circularly polarized light.</a> Nano Letters. 13 (7), 3129-3134 (2013).</li><li>&#352;&#237;pov&#225;, H., Shao, L., Odebo L&#228;nk, N., Andr&#233;n, D., K&#228;ll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photothermal+DNA+release+from+laser-tweezed+individual+gold+nanomotors+driven+by+photon+angular+momentum.">Photothermal DNA release from laser-tweezed individual gold nanomotors driven by photon angular momentum.</a> ACS Photonics. , (2018).</li><li>Hajizadeh, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brownian+fluctuations+of+an+optically+rotated+nanorod.">Brownian fluctuations of an optically rotated nanorod.</a> Optica. 4 (7), 746-751 (2017).</li><li>Tong, L., Miljkovic, V. D., K&#228;ll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alignment,+rotation,+and+spinning+of+single+plasmonic+nanoparticles+and+nanowires+using+polarization+dependent+optical+forces.">Alignment, rotation, and spinning of single plasmonic nanoparticles and nanowires using polarization dependent optical forces.</a> Nano Letters. 10 (1), 268-273 (2009).</li><li>Lehmuskero, A., Li, Y., Johansson, P., K&#228;ll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+particles+set+into+fast+orbital+motion+by+an+optical+vortex+beam.">Plasmonic particles set into fast orbital motion by an optical vortex beam.</a> Optics Express. 22 (4), 4349-4356 (2014).</li><li>Lehmuskero, A., Johansson, P., Rubinsztein-Dunlop, H., Tong, L., K&#228;ll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+trapping+of+colloidal+metal+nanoparticles.">Laser trapping of colloidal metal nanoparticles.</a> ACS Nano. 9 (4), 3453-3469 (2015).</li><li>Shao, L., K&#228;ll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-driven+rotation+of+plasmonic+nanomotors.">Light-driven rotation of plasmonic nanomotors.</a> Advanced Functional Materials. , (2018).</li><li>Ashkin, A., Dziedzic, J. M., Bjorkholm, J., Chu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+a+single-beam+gradient+force+optical+trap+for+dielectric+particles.">Observation of a single-beam gradient force optical trap for dielectric particles.</a> Optics letters. 11 (5), 288-290 (1986).</li><li>Neuman, K. C., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+trapping.">Optical trapping.</a> Review of scientific instruments. 75 (9), 2787-2809 (2004).</li><li>Chu, S., Hollberg, L., Bjorkholm, J. E., Cable, A., Ashkin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+viscous+confinement+and+cooling+of+atoms+by+resonance+radiation+pressure.">Three-dimensional viscous confinement and cooling of atoms by resonance radiation pressure.</a> Physical Review Letters. 55 (1), 48 (1985).</li><li>Svoboda, K., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+trapping+of+metallic+Rayleigh+particles.">Optical trapping of metallic Rayleigh particles.</a> Optics Letters. 19 (13), 930-932 (1994).</li><li>Wang, M. D., Yin, H., Landick, R., Gelles, J., Block, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stretching+DNA+with+optical+tweezers.">Stretching DNA with optical tweezers.</a> Biophysical journal. 72 (3), 1335-1346 (1997).</li><li>Friese, M. E. J., Nieminen, T. A., Heckenberg, N. R., Rubinsztein-Dunlop, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+alignment+and+spinning+of+laser-trapped+microscopic+particles.">Optical alignment and spinning of laser-trapped microscopic particles.</a> Nature. 394 (6691), 348-350 (1998).</li><li>Gao, W., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+micro/nanomotors+in+drug+delivery.">Synthetic micro/nanomotors in drug delivery.</a> Nanoscale. 6 (18), 10486-10494 (2014).</li><li>Li, M., Lohm&#252;ller, T., Feldmann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+injection+of+gold+nanoparticles+into+living+cells.">Optical injection of gold nanoparticles into living cells.</a> Nano Letters. 15 (1), 770-775 (2014).</li><li>Nelson, B. J., Kaliakatsos, I. K., Abbott, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microrobots+for+minimally+invasive+medicine.">Microrobots for minimally invasive medicine.</a> Annual review of biomedical engineering. 12, 55-85 (2010).</li><li>Balk, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kilohertz+rotation+of+nanorods+propelled+by+ultrasound,+traced+by+microvortex+advection+of+nanoparticles.">Kilohertz rotation of nanorods propelled by ultrasound, traced by microvortex advection of nanoparticles.</a> ACS Nano. 8 (8), 8300-8309 (2014).</li><li>Chen, H., Shao, L., Li, Q., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+nanorods+and+their+plasmonic+properties.">Gold nanorods and their plasmonic properties.</a> Chemical Society Reviews. 42 (7), 2679-2724 (2013).</li><li>Maier, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Plasmonics: fundamentals and applications. , (2007).</li><li>Xu, H., Bjerneld, E. J., K&#228;ll, M., B&#246;rjesson, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopy+of+single+hemoglobin+molecules+by+surface+enhanced+Raman+scattering.">Spectroscopy of single hemoglobin molecules by surface enhanced Raman scattering.</a> Physical Review Letters. 83 (21), 4357 (1999).</li><li>Chen, H., Kou, X., Yang, Z., Ni, W., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape-and+size-dependent+refractive+index+sensitivity+of+gold+nanoparticles.">Shape-and size-dependent refractive index sensitivity of gold nanoparticles.</a> Langmuir. 24 (10), 5233-5237 (2008).</li><li>Ruijgrok, P. V., Verhart, N. R., Zijlstra, P., Tchebotareva, A. L., Orrit, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brownian+fluctuations+and+heating+of+an+optically+aligned+gold+nanorod.">Brownian fluctuations and heating of an optically aligned gold nanorod.</a> Physical Review Letters. 107 (3), 037401 (2011).</li><li>Pelton, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+trapping+and+alignment+of+single+gold+nanorods+by+using+plasmon+resonances.">Optical trapping and alignment of single gold nanorods by using plasmon resonances.</a> Optics Letters. 31 (13), 2075-2077 (2006).</li><li>Hansen, P. M., Bhatia, V. K., Harrit, N., Oddershede, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expanding+the+optical+trapping+range+of+gold+nanoparticles.">Expanding the optical trapping range of gold nanoparticles.</a> Nano Letters. 5 (10), 1937-1942 (2005).</li><li>Ni, W., Ba, H., Lutich, A. A., J&#228;ckel, F., Feldmann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancing+Single-Nanoparticle+Surface-Chemistry+by+Plasmonic+Overheating+in+an+Optical+Trap.">Enhancing Single-Nanoparticle Surface-Chemistry by Plasmonic Overheating in an Optical Trap.</a> Nano Letters. 12 (9), 4647-4650 (2012).</li><li>Liu, M., Zentgraf, T., Liu, Y., Bartal, G., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-driven+nanoscale+plasmonic+motors.">Light-driven nanoscale plasmonic motors.</a> Nature nanotechnology. 5 (8), 570-573 (2010).</li><li>Neale, S. L., MacDonald, M. P., Dholakia, K., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-optical+control+of+microfluidic+components+using+form+birefringence.">All-optical control of microfluidic components using form birefringence.</a> Nature Materials. 4 (7), 530-533 (2005).</li><li>Jones, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rotation+detection+in+light-driven+nanorotors.">Rotation detection in light-driven nanorotors.</a> ACS Nano. 3 (10), 3077-3084 (2009).</li><li>Bonin, K. D., Kourmanov, B., Walker, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+torque+nanocontrol,+nanomotors+and+nanorockers.">Light torque nanocontrol, nanomotors and nanorockers.</a> Optics Express. 10 (19), 984-989 (2002).</li><li>Arita, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rotational+dynamics+and+heating+of+trapped+nanovaterite+particles.">Rotational dynamics and heating of trapped nanovaterite particles.</a> ACS Nano. 10 (12), 11505-11510 (2016).</li><li>Lee, Y. E., Fung, K. H., Jin, D., Fang, N. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+torque+from+enhanced+scattering+by+multipolar+plasmonic+resonance.">Optical torque from enhanced scattering by multipolar plasmonic resonance.</a> Nanophotonics. 3 (6), 343-350 (2014).</li><li>Kyrsting, A., Bendix, P. M., Stamou, D. G., Oddershede, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+profiling+of+three-dimensionally+optically+trapped+gold+nanoparticles+using+vesicle+cargo+release.">Heat profiling of three-dimensionally optically trapped gold nanoparticles using vesicle cargo release.</a> Nano Letters. 11 (2), 888-892 (2010).</li><li>Andres-Arroyo, A., Wang, F., Toe, W. J., Reece, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+heating+in+optically+trapped+au+nanoparticles+measured+by+dark-field+spectroscopy.">Intrinsic heating in optically trapped au nanoparticles measured by dark-field spectroscopy.</a> Biomedical Optics Express. 6 (9), 3646-3654 (2015).</li><li>Ye, X., Zheng, C., Chen, J., Gao, Y., Murray, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+binary+surfactant+mixtures+to+simultaneously+improve+the+dimensional+tunability+and+monodispersity+in+the+seeded+growth+of+gold+nanorods.">Using binary surfactant mixtures to simultaneously improve the dimensional tunability and monodispersity in the seeded growth of gold nanorods.</a> Nano Letters. 13 (2), 765-771 (2013).</li><li>Arias-Gonz&#225;lez, J. R., Nieto-Vesperinas, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+forces+on+small+particles:+attractive+and+repulsive+nature+and+plasmon-resonance+conditions.">Optical forces on small particles: attractive and repulsive nature and plasmon-resonance conditions.</a> JOSA A. 20 (7), 1201-1209 (2003).</li><li>Berg-S&#246;rensen, K., Flyvbjerg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power+spectrum+analysis+for+optical+tweezers.">Power spectrum analysis for optical tweezers.</a> Review of Scientific Instruments. 75 (3), 594-612 (2004).</li><li>Gittes, F., Schmidt, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interference+model+for+back-focal-plane+displacement+detection+in+optical+tweezers.">Interference model for back-focal-plane displacement detection in optical tweezers.</a> Optics Letters. 23 (1), 7-9 (1998).</li><li>Verre, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metasurfaces+and+colloidal+suspensions+composed+of+3D+chiral+Si+nanoresonators.">Metasurfaces and colloidal suspensions composed of 3D chiral Si nanoresonators.</a> Advanced Materials. 29 (29), (2017).</li><li>Verre, R., Odebo L&#228;nk, N., Andr&#233;n, D., &#352;&#237;pov&#225;, H., K&#228;ll, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+fabrication+of+shaped+high+index+dielectric+nanoparticles+on+a+substrate+and+in+solution.">Large-scale fabrication of shaped high index dielectric nanoparticles on a substrate and in solution.</a> Advanced Optical Materials. , (2018).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

ويتمحور حول مجهر مقلوب تجارية الملائمة البصرية الإعداد المبينة في هذا البروتوكول ويستخدم ضوء الليزر الأحمر. ومع ذلك، الأساليب المبينة تنوعاً ويمكن استخدامها لبناء دائري الاستقطاب ملاقط بصرية حول المجاهر الأكثر تجارية أو الصنع، كلا تستقيم ومقلوب، مع فقط طفيف التعديلات. يمكن اختيار الطول الموجي الليزر الملائمة داخل طائفة نير مرئية واسعة–، ما دامت بقية المكونات البصرية وأجهزة كشف الوظيفية في هذا الطول الموجي محددة. ومع ذلك، عند اختيار طول موجه ليزر، حجم ومحيط الطيفية للأصداء الجسيمات معالجته ينبغي نظراً لأن هذا سيؤثر على القوات الملائمة البصرية وتناوب الأداء2،5، حجم الآثار فوتوثيرمال1، و الاستقرار الملائمة26. سبق عملنا بنجاح مع ملاقط الليزر الاستقطاب دائري باستخدام موجات ليزر 660، 785، 830 و 1064 نانومتر.
واحدة من أهم مكونات برنامج الإعداد الملائمة البصرية هو الهدف المجهر. والهدف من هذا البروتوكول هدف جافة مع نا = 0.95. استخدام الجاف والهدف تجريبيا تحقيق أبسط من الإعداد؛ ومع ذلك، أنه يؤدي إلى الانحرافات البصرية بسبب الانكسار في الواجهات خلية العينة. في هذه الحالة، والنتيجة هي بقعة تركيز قليلاً موسع (~1.2 ميكرومتر) بالمقارنة مع الحد حيود (~0.4 ميكرومتر)، ولكن هذا لا يغير إلى حد كبير أداء عامة أو الدوارة لمنهاج العمل. في الرئيسية، يمكن أن تستخدم مجموعة واسعة من الأهداف المجهر، شريطة أن تكون لدى انتقال جيدة في الطول الموجي الملائمة وصيانة جيدة الاستقطاب والمسافة العمل طويلة بما يكفي لأداء تعويض عن طريق كشف الغطاء مجهر وطبقة من المياه. في حالة تعويض اللون في 2D، يمكن نا منخفضة نسبيا، مما يجعل هذه التجربة كاملة أبسط ويوفر نظافة الاستقطاب الدائري في التركيز. ومع ذلك، قد تكون أعلى الليزر القوى المطلوبة مما في حالة هدفا نا عالية. في تجربتنا، أفضل أداء لمحاصرة، التحليل الطيفي التناوب والظلام--حقل يتم الحصول عليها مع الأهداف مع نا 0.7-0.95، ولكن من الممكن استخدام أهداف نا أقل، فضلا عن ارتفاع.
للحصول على فوتون جيدة القياسات الارتباط من دوار الحركة، هناك حاجة إلى جهاز كشف سريع واحد بكسل. اختر جهاز كشف مع عرض النطاق ترددي اثنين على الأقل، يفضل أن تكون أعلى بعشرة إضعاف، مما تواتر التناوب المتوقعة مضروبة في معامل الانحطاط الشكل وحساسية عالية في الطول الموجي الملائمة المستخدمة. وقد استخدمت تضخيم Si نظريتهم، فوتون واحد عد APDs، وبمتس بنجاح في الأجهزة المختلفة في مختبراتنا. يمكن الحصول على معلومات إضافية، على سبيل المثال في فخ صلابة، بقياس وتحليل الجسيمات التشرد متعدية باستخدام تقنيات راسخة مثل قوة التحليل الطيفي5. عدد من المنشورات السابقة وصف أنواع مختلفة من هذا الأسلوب38،39. يمكن إجراء التحليل الطيفي مدافع باستخدام واسعة نطاق مجاناً-مساحة أو الألياف إلى جانب مطيافات والاختيار ينبغي أن تستند على النطاق الطيفي والطول الموجي والأزمنة اللازمة لدراسة المخطط لها.
جزيئات إضافية بطريق الخطأ عند إجراء تجربة ملائمة، قد أدخل في الفخ. هذا ويمكن الكشف عن طريق رصد تواتر التناوب، الذي سوف تتقلب بشدة سبب الاضطرابات. الفحص البصري بالفحص المجهري مدافع يمكن استخدامها للتحقق من وجود الجسيمات إضافية، وفي هذه الحالة يمكن نقل المرحلة لتجنب المزيد من الاضطرابات أو التجربة يحتاج إلى إعادة تشغيل.
النظام المذكور أعلاه وسيلة بسيطة وفعالة لتحقيق الولادة 2D وتناوب الجسيمات النانوية المعدنية. ومع ذلك، لبعض التطبيقات، درجة الحرية الزائدة للتلاعب الذي يأتي مع تعويض 3D مهم، والتكوين الحالي لذلك حد. بيد الولادة 3D والتناوب قد تكون قابلة للتحقيق باستخدام نشر مضادة ملاقط الليزر أو التكوينات الملائمة أكثر غرابة.
على الرغم من أن يمكن أن يكون الأمثل المعلمات الجسيمات ونظام مناقشتها هنا للحد من فوتوثيرمال التدفئة إلى أسفل ك ~ 154، الزيادة في درجات الحرارة المرتبطة بالإثارة plasmonic من الجسيمات النانوية المعدنية يمكن أن يكون مشكلة في بعض التطبيقات. مسار ممكن نحو مزيد من الخفض في الحرارة استخدام جسيمات نانوية عازل عالي-فهرس بدلاً من جسيمات plasmonic. هذه الجسيمات دعم قوية من نوع مي نثر الأصداء ولكن في نفس الوقت يحمل معاملات امتصاص الجوهرية منخفضة. كنا مؤخرا قادرة على تصنيع الغروية nanoparticles Si الرنانة التي قد تكون مفيدة في هذا الصدد40،41.

طرق عرض في هذه المقالة يتطابق تلك المستخدمة في أعمالنا السابقة العمل1 لدراسة آثار photothermal النانو التأثير على المحركات الدوارة يحركها الضوء نانورود الذهب. وقد استخدمت المتغيرات منهاج تجريبي في عدة منشورات ذات صلة2،3،4،5،6،،من78، 9.
ملاقط بصرية تستخدم على نطاق واسع للسيطرة على نقل الموقف والقوة والزخم الخطي في جداول طول الصغيرة في الفيزياء وعلم الأحياء، والهندسة10،11،،من1213،14 . ويمكن توظيف الزخم الزاوي بضوء مستقطب دائريا لمراقبة حركة إضافية نظراً لأنه باستمرار نقل عزم الدوران إلى كائنات المحاصرين15. من خلال الجمع بين نقل الخطي والزخم الزاوي البصرية، من الممكن ثم بناء غير الغازية نانوموتورس دوارة مع إمكانات لتطبيقات متنوعة، مثل إيصال الأدوية إلى خلايا مفردة16،17، النانو جراحة18، ونشط نانوفلويديكس19، بين أمور أخرى.
باستخدام الجسيمات النانوية المعدنية كموضوع التلاعب مدفوعة الخفيفة، واحد يمكن أن تستغل مزايا الأصداء مأكل مثل الطحين السطحية المترجمة ('s)، التي توفر المقاطع العرضية البصرية الكبيرة، وحساسية عالية للتغيرات البيئية، وميدان كبير تحسينات20،21،،من2223. وادي ذلك إلى ثروة دراسات على الحدود بين plasmonics والتلاعب البصري8،24،25،،من2627. تفاعل الضوء-المسألة قوية قدمها LSPR مكننا من تصميم منصة قادرة على قيادة نانورودس الذهب لزيادة ونقصان في ترددات سجل التناوب في الماء2فيها ملاقط الليزر مستقطب دائري. من خلال تتبع البراونية من نانورود الدورية، معلومات مفصلة حول البيئة ودرجة الحرارة يمكن الحصول على3،5. التحليل spectroscopic المتزامن يوفر قناة معلومات مستقلة إضافية لتحليل درجات الحرارة المحلية واستقرار المورفولوجية نانورود الدورية1. وقد استخدمت مجموعة من النظم والتكوينات لدراسة وتطبيق الحركة الدوارة في ملاقط بصرية، توليد الأفكار الهامة داخل الحقل15،28،،من2930 , 31 , 32-ومع ذلك، معظم هذه الدراسات تعاملت مع كائنات عدة ميكرومتر في القطر في حين نانورود واحد يتيح الوصول إلى نظام حجم نانومتر. وعلاوة على ذلك، عندما الذهب نانورودس تستخدم نانوموتور دوارة، عزم الدوران كفاءة نقل أساسا عن طريق نثر2،33. وهذا يقلل من خطر ارتفاع درجة حرارة الجسيمات المحاصرين3،،من3435.
في الأسلوب التالي، نحن تحديد الخطوات اللازمة لبناء نظام قادر على تعويض بصري كفاءة وتناوب الجسيمات النانوية المعدنية. Nanorods الذهب التي نظرت في هذه الدراسات العالية التشتت المقاطع العرضية، وضغط الإشعاع تتحول إلى أن تكون أقوى من قوة مكافحة التدرج في اتجاه نشر. لما زالت تحصر الجسيمات في 3D، فنحن نستخدم توازن القوة بين النفور كولومب من سطح زجاج وقوة الليزر ونثر في اتجاه نشر. هذا التكوين في 2D-محاصرة يوسع إلى حد كبير نطاق الجسيمات يمكن تتبعه، مقارنة بملاقط بصرية ثلاثية الأبعاد القياسية، وأنه يمكن دمجها بسهولة مع الظلام-ميدان التصوير البصري والتحليل الطيفي.
نانوحبيبات معدنية المحاصرين والتناوب ويتفاعل مع بيئتها، وترد معلومات مفصلة عن هذا التفاعل في الحركة والخواص الطيفية. بعد تصف كيفية بناء ملاقط بصرية مستقطب دائري، فإننا لذلك أيضا مخطط كيفية دمج الأجهزة لاستكشاف الديناميات التناوب وقياس أطياف رايليغ نثر في الإعداد التجريبية. والنتيجة منصة متعددة الاستخدامات لدراسات الظواهر التناوب النانو في الفيزياء والكيمياء وعلم الأحياء.
يفترض هذا البروتوكول أن الباحث الوصول إلى مناسبة الغروية المعدنية جسيمات نانوية، واحد يفضل nanorods الذهب بلورية. يمكن شراؤها من الشركات المتخصصة nanorods الذهب أو تصنيعه في المنزل باستخدام طرق كيمياء رطبة. وأدلى نانورودس المستخدمة في تجاربنا نمو البذور بوساطة الطريقة الموضحة في يي et al. 36من عام 2013. ومن المفيد إذا مورفولوجيا والخصائص البصرية لجسيمات نانوية كذلك تتسم، على سبيل المثال باستخدام المسح الضوئي المجهر الإلكتروني (SEM) والقياسات الضوئية الانقراض. يعرض الشكل 1 البيانات المسجلة من هذه القياسات للممثل نانورود أنواع1.
مخطط تفصيلي للبروتوكول على النحو التالي: في القسم الأول، نحن تصف بناء ملاقط بصرية تقوم على الاستقطاب الدائري. في القسم الثاني، ونحن تصف كيفية استخراج المعلومات من نانوموتور عن طريق تسجيل في ديناميات التناوب وخصائص تشتت. تواتر التناوب والبراونيه التناوب الجسيمات المحاصرين يقاس فوتون ارتباط التحليل الطيفي باستخدام ضوء الليزر المستطار إسقاط تصفيتها من خلال المستقطب خطي على كشف سريع واحد بكسل3. باحتواء البيانات إلى دالة ترابط تلقائي نظرية، يمكن كلا من تواتر التناوب والوقت تسوس نشر براونية التناوب المستخرجة2،3. يتم قياس الخصائص البصرية نانوحبيبات المحاصرين والدورية باستخدام التحليل الطيفي الحقل المظلم، الذي يقدم معلومات تكميلية عن الجسيمات وبيئتها. في القسم الثالث، يصف لنا الإجراء التجريبي لمحاصرة وتناوب nanorods الذهب.
أن بروتوكول وصف حتى هذه النقطة مسار مباشر لنظام استقطاب دائري ملاقط بصرية يعمل للتناوب نانوحبيبات. ومع ذلك، في بعض الأحيان تنشأ قضايا هذا الطلب اهتمام إضافي. في القسم الرابع، فإننا مخطط عدد قليل من المشاكل الشائعة التي واجهتنا وكيفية التصدي لها. هذه تشمل مسائل تتصل بالخصائص البصرية نانوحبيبات مما يؤدي إلى استقرار فخ الفقراء (4.1)، وانخفاض ترددات التناوب بسبب الاستقطاب الدائري الأمثل الناجم عن إنكسار مزدوج beamsplitter (4.2)، تخرج من جسيمات نانوية على سطح الزجاج بسبب عدم كفاية النفور كولومب (4.3)، والانحراف عن الإشارات المميزة ترابط تلقائي (4.4).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="935">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Gold nanoparticles</td>
			<td style="width:167px;"></td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td style="width:373px;">Purchased or home-grown</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:201px;">Commersial inverted microscope</td>
			<td style="width:167px;">Nikon</td>
			<td style="width:195px;">Eclipse TI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:201px;">Trapping laser</td>
			<td style="width:167px;">Cobolt</td>
			<td style="width:195px;">Flamenco 05-01&#160;</td>
			<td>660 nm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Objective</td>
			<td style="width:167px;">Nikon</td>
			<td style="width:195px;">CFI Plan Apo Lambda 40X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Laser safety googles</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">LG4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:201px;">Assorted optomechanical components for mounting optics.</td>
			<td style="width:167px;"></td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td style="width:373px;">A range of mounts, posts and components from any company</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Lens 1 Keplarian telescope</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">AC254-035-A-ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Lens 2 Keplarian telescope</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">LA1725-A-ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Silver coated mirrors</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">PF10-03-P01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Kinematic mirror mounts</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td>KM100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Translation stage</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td>PT1/M</td>
			<td>Quantity: 2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">50/50 R/T Beamsplitter</td>
			<td style="width:167px;">Chroma</td>
			<td style="width:195px;">21000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">CMOS camera</td>
			<td style="width:167px;">Andor</td>
			<td style="width:195px;">Zyla 5.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:201px;">Quarter waveplate (QWP, &#955;/4)</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">AQWP05M-600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Power meter</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td>PM100USB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Photodiode Power Sensors</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td>S121C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Linear polarizer</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">LPVIS050</td>
			<td style="width:373px;">For laser polarization measurement</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">360&#176; rotation mount</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">RSP1/M</td>
			<td style="width:373px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:201px;">Half waveplate (HWP, &#955;/2)</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">AHWP05M-600</td>
			<td style="width:373px;">Used if polarization is not sufficient with only QWP</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:22px;width:201px;">Oil DF condenser</td>
			<td style="width:167px;">Nikon</td>
			<td style="width:195px;">C-DO Dark Field Condenser Oil&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">30/70 R/T Beamsplitter</td>
			<td style="width:167px;">Chroma</td>
			<td style="width:195px;">21009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Fast Si detector</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">PDA36A-EC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Data Acquisition Module</td>
			<td style="width:167px;">National Instruments</td>
			<td style="width:195px;">USB-6361</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Fiber 400 &#181;m core size</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td>M74L01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">xy-translation mount</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td>LM1XY/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Linear polarizer</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">LPVIS050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Spectrometer</td>
			<td style="width:167px;">Princeton Instruments&#160;</td>
			<td style="width:195px;">IsoPlane SCT320&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:201px;">CCD camera for spectrometer</td>
			<td style="width:167px;">Princeton Instruments&#160;</td>
			<td style="width:195px;">PyLoN&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Notch filter</td>
			<td style="width:167px;">Semrock</td>
			<td>NF03-658E-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Notch filter</td>
			<td style="width:167px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:195px;">NF658-26</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultrasonic cleaner bath</td>
			<td style="width:167px;">Branson</td>
			<td style="width:195px;">Branson 3510&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Microscope slide</td>
			<td style="width:167px;">Ted Pella</td>
			<td style="width:195px;">260202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">No. 1.5 Coverslips</td>
			<td style="width:167px;">VWR</td>
			<td style="width:195px;">630-2873</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Aceton</td>
			<td style="width:167px;"></td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Isopropanol</td>
			<td style="width:167px;"></td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Basic detergent</td>
			<td style="width:167px;">Hellma</td>
			<td style="width:195px;">Hellmanex III</td>
			<td>Cleaning if particle sticking is an issue</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Secure-Seal Spacer</td>
			<td style="width:167px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:195px;">S24735</td>
			<td>Spacer tape with hole, for making sample cell</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Immersion Oil</td>
			<td style="width:167px;">Zeiss</td>
			<td style="width:195px;">444960-0000-000&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">PS beads</td>
			<td style="width:167px;">Microparticles GmbH</td>
			<td style="width:195px;">PS-R-5.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Spectrophotometer</td>
			<td style="width:167px;">Agilent</td>
			<td style="width:195px;">Cary 5000 UV-Vis-NIR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">SEM</td>
			<td style="width:167px;">Zeiss</td>
			<td style="width:195px;">Ultra 55 FEG SEM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:201px;">Tweezers</td>
			<td style="width:167px;"></td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td>Any brand</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

construction and operation of a light-driven gold nanorod rotary motor system

إمكانية توليد وقياس الدوران والعزم على النانو هو من المصلحة الأساسية لدراسة وتطبيق نانوموتورس البيولوجية ومصطنعة وقد توفر طرق جديدة نحو تحليل خلية مفردة، والدراسات المتعلقة بعدم التوازن الديناميكا الحرارية، والميكانيكية يشتغل نظم النانومترية الحجم. طريقة سهلة لدوران محرك الأقراص استخدام ضوء الليزر مستقطبة دائريا مركزة في ملاقط بصرية. باستخدام هذا النهج، يمكن أن تعمل الجسيمات النانوية المعدنية ككفاءة عالية المحركات الدوارة يحركها نثر الغزل في ترددات التناوب لم يسبق لها مثيل في المياه.
في هذا البروتوكول، الخطوط العريضة لتشييد وتشغيل الاستقطاب دائري ملاقط بصرية للتناوب نانوحبيبات، ووصف الأجهزة اللازمة لتسجيل براونية ديناميات ونثر رايليغ الجسيمات المحاصرين. الحركة الدورانية والأطياف ونثر معلومات مستقلة عن الخصائص نانوحبيبات ومحيطها المباشر. منهاج العمل التجريبية قد أثبتت أنها مفيدة كمقياس نانومترى اللزوجة ودرجة الحرارة المحلية، لتعقب التغييرات الشكلية nanorods والطلاء الجزيئية، ومحول والتحقيق فوتوثيرمال والعمليات الحرارية.

يمكن سبر بالتناوب والتناوب البراونية من نانورود الذهب الذي هو المحاصرين بشكل صحيح في ملاقط الليزر دائري الاستقطاب عن طريق تسجيل تقلبات كثافة تشتت الضوء (الشكل 3a) باستخدام جهاز لكشف واحد بكسل. طيف ترابط تلقائي لهذه الإشارة تحتوي على مكون متذبذبة، مماثلة لتلك المبينة في الشكل 3b. الذي يمكن أن يكون لائقاً لدالة ترابط تلقائي نظرية. التركيب يسمح استخراج تواتر التناوب والوقت تسوس ترابط تلقائي، وهو يرتبط بتقلبات براونية التناوب، نانورود.
كما ورد في البروتوكول (تعليمات 4.4.2)، من الضروري استخدام نواة ألياف سميكة بما فيه الكفاية لجمع ضوء الليزر المستطار لفوتون ارتباط التحليل الطيفي. إذا كان هذا ليس هو الحال، سوف تكون موجودة في الدالة علاقة استخدام مصطلح تسوس إضافية ذات الصلة بالترجمة الجسيمات داخل وخارج حجم المجس، انظر الشكل 4. عن طريق التحليل الدقيق، وهذا يمكن توفير مزيد من المعلومات حول هذا النظام؛ ومع ذلك، يعمل على تعقيد تحليل ديناميات براونية التناوب الواردة في البيانات.
للحصول على مدافع الصحيحة نثر الأطياف من جسيمات نانوية المحاصرين، كما هو موضح في القسم 3.5، يحتاج البيانات الطيفية الخام للمعايرة. ويتم ذلك عن طريق تسجيل الطيف مصباح إنارة، فضلا عن طائفة أساسية (الشكل 5a). عند التركيز على ضوء الليزر مكثفة على سطح زجاج، مثل الركيزة التي محاصرون في نانورودس، قد يتم إنشاء بعض الأسفار (انظر مساهمة الطيفية الحمراء في الطيف خلفية الشكل 5a). يمكن الحد من هذا التلوث الأسفار باستخدام ركائز والسليكا فوسيد. ومع ذلك، على أي حال ينصح لتسجيل طيف خلفية مع ملاقط بصرية فارغة في قوة الليزر الصحيح. عندما يتم تسجيل طائفة نثر وقد تم تعويض جميع المكونات الطيفية لا تتصل ببعثرة نانوحبيبات الفعلي الطيف يمكن تركيبها في مقياس الطاقة مع دالة ثنائية-لورينتزيان مناسب لاستخراج المعلومات ذات الصلة لسبر ذروة المواقف (الشكل 5 (ب)).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57947/57947fig1.jpg"> رقم 1: SEM الصور والأطياف انقراض الفرقة لهذين نانوحبيبات الممثل دفعات.) شريط مقياس هو 200 نانومتر. ب) الأزرق/الأحمر تحدها الصور SEM في) تتوافق مع الطيف الأحمر/الأزرق، على التوالي. على قمم الطيفية تتصل عرضية وطولية يمكن تمييزها الواضح. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57947/57947fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57947/57947fig2.jpg"> رقم 2: توضيح التخطيطي للإعداد ملاقط بصرية لقياسات دوران نانوحبيبات. ضوء الليزر وتحديدالمنطقه وتوسعت من خلال تلسكوب كيبليريان، وبعد ذلك قاد إلى الهدف من خلال استخدام اثنين من المرايا منقولة (M1، M2) و beamsplitter (درجة البكالوريوس). وافيبلاتيس اثنين في مسار الليزر تحسين استقطاب دائرية ملاقط بصرية (λ/2، λ/4). ويمكن جمع ضوء الليزر المستطار بعد المستقطب خطي لفوتون ارتباط التحليل الطيفي وقياسات حيوية التناوب. بعد إزالة ضوء الليزر، تسترشد متناثرة الضوء الأبيض إلى من مطياف ضوئي أو كاميرا. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57947/57947fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57947/57947fig3.jpg"> الشكل 3: بيانات تمثيلية كثافة وترابط تلقائي مع منحنى صالح للمحاصرين والدورية نانورود.) كثافة تقلبات سجلتها الكاشف بكسل واحد بعد المستقطب خطي 1s، والتكبير في مؤامرة من التقلبات. ب) البيانات أوتوكوريلاتيد من شدة تقلب على نانورود الذهب تناوب (نقطة زرقاء)، التي تم جمعها من ضوء الليزر المستطار. وتوضح البيانات التذبذب يتعفن بعد فترات قليلة. بالتذبذب بتواتر التناوب نانورود، بينما الانحلال سبب البراونية التناوب. تتم بتناسب إلى الدالة ترابط تلقائي النظرية (الخط الأحمر) لاستخراج تواتر تناوب و = 24285 ± 45 هرتز وارتباط تسوس وقت τ0 = 40.9 ± 1.06 المايكروثانيه. وتمثل الشكوك0 f و τفواصل الثقة 95% من الملاءمة، ومعامل لتحديد 0.9877 (ص2). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57947/57947fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57947/57947fig4.jpg"> الشكل 4: المسألة مع وحدة تخزين مسبار صغير جداً في القياسات الطيفي الارتباط فوتون.) جمع البيانات ترابط تلقائي نانورود الذهب تناوب، باستخدام سميكة (400 ميكرون، الأزرق البيانات) ورقيقة (62.5 ميكرومتر، البيانات الحمراء) الألياف. تجميع باستخدام ألياف بصرية سميكة يضمن أن الدالة ترابط تلقائي تدابير ديناميات التناوب فقط وأن نانورود يقتصر دائماً ضمن حجم المجس. استخدام مصطلح تسوس إضافية بسبب الحركة البراونية موجود عند حجم التحقيق غير كافية. وفي ب) و ج)، ترد الرسوم التوضيحية التخطيطي للتأثير والصور من منطقة مضاءة مرة أخرى جمع. هي أشرطة مقياس 2 ميكرومتر. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57947/57947fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57947/57947fig5.jpg"> الرقم 5: حقل الظلام المثالية ونثر الأطياف المسجلة نانورود الذهب بصريا المحاصرين بضوء الليزر نانومتر 660. المنطقة الطيفية 630-670 نانومتر (1.85-1.97 eV) مشوهة بسبب عوامل تصفية الدرجة اللازمة لعرقلة ضوء الليزر الملائمة. ) الخام ونثر الأطياف (أزرق داكن) عرض الميزات التي ليست ملازمة تشتت الجسيمات، وينبغي أن تكون محسوبة ل. وتشمل هذه الخلفية الطيف (أحمر)، الذي يحتوي على أوتوفلوريسسينسي ولع أشعة الليزر تركيزاً عاليا، وطيف الإثارة الضوء الأبيض (أورانج، سجلت دون تصفية الشق). بعد المعايرة، يظهر الطيف نثر المصوبة (أزرق فاتح) اثنين من قمم LSPR متميزة كما هو متوقع. تشير الأسهم إلى جدول الأنصبة لكل طيف. ب) الطيف ونثر نانورود محاصرين (نقطة زرقاء) جنبا إلى جنب مع نوبة للدالة نموذج استقصاء المعلومات--لورينتزيان (أحمر) مع مكوناته (الضوء الأزرق والبرتقالي). يتم تجاهل المنطقة الطيفية مشوهة في تركيب البيانات والاحتواء ص2 من 0.9975. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57947/57947fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

Watch this Scientific Journal Video about Construction and Operation of a Light-driven Gold Nanorod Rotary Motor System at JoVE.com

Construction and Operation of a Light-driven Gold Nanorod Rotary Motor System

يمكن المحاصرين في السوائل nanorods الذهب plasmonic واستدارة ترددات كيلوهرتز استخدام ملاقط بصرية الاستقطاب دائري. إدخال أدوات لتحليل ديناميات براونية والخفيفة سكاتيرينجسبيكتروسكوبي يؤدي إلى نظام قوي للبحوث والتطبيقات في مجالات عديدة من العلوم.

تشييد وتشغيل نظام موتور يحركها الضوء الروتاري نانورود الذهب

The possibility to generate and measure rotation and torque at the nanoscale is of fundamental interest to the study and application of biological and ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Engineering

Physics

Mechanical Engineering

Unit 1

Moment of Inertia

Rotation and Rigid Bodies

SCIENTISTS IN ACTION

Synthesis and Operation of Fluorescent-core Microcavities for Refractometric Sensing

تجميع وتشغيل نيون الأساسية للاستشعار عن Microcavities Refractometric

This paper discusses  fluorescent core microcavity-based sensors that can operate in a microfluidic  analysis setup. These structures are based on the ...

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

تصنيع وتشغيل الحزام الناقل النانو البصرية

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

كشف واستعادة البلاديوم والذهب والكوبالت المعادن من منجم الحضري عن طريق مجسات رواية / الممتزات مخصصة للمع النانو المسامات على شكل عجلة عربة

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Non-aqueous Electrode Processing and Construction of Lithium-ion Coin Cells

تجهيز الكهربائي غير مائي وبناء خلايا بطارية ليثيوم أيون كوين

Research into new and improved materials to be utilized in lithium-ion batteries (LIB) necessitates an experimental counterpart to any computational ...

Preparation of ZnO Nanorod/Graphene/ZnO Nanorod Epitaxial Double Heterostructure for Piezoelectrical Nanogenerator by Using Preheating Hydrothermal

إعداد أكسيد الزنك Nanorod / الجرافين / أكسيد الزنك Nanorod الفوقي Heterostructure مزدوجة لPiezoelectrical Nanogenerator باستخدام التسخين الحرارية المائية

Well-aligned ZnO nanostructures have been intensively studied over the last decade for remarkable physical properties and enormous applications. Here, we ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

تصنيع وتشغيل Acoustofluidic أجهزة دعم السائبة موجات الصوتية الدائمة للSheathless التركيز من الجسيمات

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Well-aligned Vertically Oriented ZnO Nanorod Arrays and their Application in Inverted Small Molecule Solar Cells

جيدا تمت محاذاته رأسياً الموجهة لأكسيد الزنك نانورود صفائف وتطبيقها في "مقلوب الصغيرة جزيء الخلايا الشمسية"

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule ...

Expression of Cementitious Pore Solution and the Analysis of Its Chemical Composition and Resistivity Using X-ray Fluorescence

التعبير عن حل المسام إسمنتي وتحليل التركيب الكيميائي والمقاومة باستخدام الأشعة السينية الأسفار

The goal of this method is to determine the chemical composition and electrical resistivity of cementitious pore solution expressed from a fresh paste ...

Large Area Substrate-Based Nanofabrication of Controllable and Customizable Gold Nanoparticles Via Capped Dewetting

مساحة كبيرة على أساس الركيزة النانومترى من جسيمات نانوية الذهب يمكن السيطرة عليها وقابلة للتخصيص عبر توج ديويتينج

Recent scientific advances in the utilization of metallic nanoparticle for enhanced energy conversion efficiency, improved optical device performance, and ...

A Rapid Method for Modeling a Variable Cycle Engine

طريقة سريعة لنمذجة محرك دورة متغير

The variable cycle engines (VCE) that combine the advantages of turbofan and turbojet engines, are widely considered to be the next generation aircraft ...