نقاط کوانتومي که ذرات فلورسانس ساخته شده از نيمه‌رساناها هستند، نويدبخش شناسايي و درمان زودهنگام سرطان هستند. اما از نقطه نظر اندازه و اثرات سمي احتمالي، اين ذرات محدوديت‌هايي براي استفاده در پزشکي دارند.

محققان دانشگاه اِموري و مؤسسه فناوري جورجيا با استفاده از يکي از ويژگي‌هاي نيمه‌رساناها به نام «کشش شبکه‌اي» روشي براي غلبه بر اين محدوديت‌ها يافته‌اند. با ايجاد لايه‌هاي مختلف مواد با ترکيب شيميايي متفاوت روي يکديگر، اين محققان توانسته‌اند ذراتي با ويژگي‌هاي اُپتيکي جديد بسازند.

اين محققان يافته‌هاي خود را در زمينه ذرات قابل تنظيم به‌وسيله‌ي کشش شبکه‌اي به صورت آنلاين منتشر نموده‌اند و در شماره دسامبر مجله Nature Nanotechnology به چاپ خواهد رسيد.

دکتر شومينگ ني محقق اصلي اين کار پژوهشي و استاد دانشکده مهندسي زيست‌پزشکي مؤسسه فناوري جرجيا و دانشگاه اِموري مي‌گويد: «ويژگي‌هاي اُپتيکي نسل اول نقاط کوانتومي به‌وسيله‌ي اندازه آنها قابل تنظيم بود. ما روش ديگري براي تنظيم ويژگي‌هاي اُپتيکي نقاط کوانتومي يافته‌ايم: استفاده از تغيير کشش شبکه‌اي».

ني مي‌افزايد علاوه‌بر کاربرد مورد انتظار اين نسل جديد از نقاط کوانتومي در تصويربرداري زيست‌پزشکي، مي‌توان از آنها در اُپتوالکترونيک، نمايشگرهاي رنگي پيشرفته، و صفحات خورشيدي کاراتر بهره برد.

عدم تطابق شبکه‌اي نيمه‌رساناها که ناشي از تفاوت ميان ساختار هسته مرکزي و پوسته بيروني است، موجب ايجاد کشش مي‌شود: هسته فشرده شده و پوسته کش مي‌آيد. اين کشش فيزيکي موجب تغيير انرژي و طول موج نور منتشر شده به‌وسيله‌ي نقطه کوانتومي مي‌شود.

نقاط کوانتومي قبلي حاوي کادميوم بودند که عنصري سمي است. در نقاط کوانتومي جديد، به طور عمده از عناصر کم‌ضررتر روي و سلنيوم استفاده مي‌شود، هر چند مقداري کادميوم هنوز در هسته اين ذرات وجود دارد. اندازه اين ذرات مي‌تواند بين 4 تا 6 نانومتر متغير باشد.

گروه تحقيقاتي ني نشان داده‌اند که افزودن لايه‌هايي از جنس روي و سلنيوم روي هسته‌اي از جنس کادميوم و تلوريوم موجب افزايش طول موج نور فلورسانس نشر شده از اين نقاط کوانتومي مي‌شود. با کوچک‌تر شدن هسته، اين تغيير طول موج ناشي از لايه حاوي روي بيشتر مي‌شود.

اين نقاط کوانتومي جديد را مي‌توان طوري تنظيم نمود که در حين کوچک ماندن، بتوانند نوري با طول موج نزديک به مادون قرمز از خود نشر نمايند.

دکتر اندرو اسميت يکي ديگر از محققان اين پژوهش مي‌گويد: «بدن انسان نسبت به طول موج نزديک مادون قرمز (در حدود 750 نانومتر) شفاف است و در نتيجه اين نقاط مي‌توانند يک پنجره شفاف براي نگاه کردن به درون بدن انسان در اختيار محققان قرار دهند. نقاط کوانتومي قبلي که نور مادون قرمز از خود نشر مي‌کردند، بزرگ و ميله‌اي شکل بوده و در نتيجه در کليه گير مي‌افتادند، در حالي که ذرات جديد به دليل کوچک بودن، هم از کليه عبور کرده و هم تمايل کمي به اتصال به پروتئين‌هاي خوني دارند».

منبع:  http://www.physorg.com/news147883810.html