Учени от Русия и Чехия предлагат да се използва енергията на светлината за размесване на течности в микро пространства. Резултатите от експеримента са публикувани в списание „Advanced Science“.

Биолози, химици и фармацевти са принудени да контролират постоянно смесването на течности в така наречените микрореактори – малки пространства, в които не може да се вкара дори тънка игла.

Микрореакторите, наречени още „лаборатория в един чип“, се използват за експресен анализ на кръв, размесване на микроскопични части от вещества, получаване на нови лекарства, провеждане на биологични опити с клетки и т.н.

При работата с микрореактори съществува един сериозен недостатък – учените на практика не са в състояние да повлияят на скоростта на смесване или на дифузията на течностите и реагентите, които попадат в такива микролаборатории.

Авторите на новото изследване предлагат метод, който може да реши този проблем. За размесването на течностите те използват енергията на светлината.

Още в края на XIX век британският учен Джеймс Максуел изказва предположение, че светлината може да оказва натиск върху физическите обекти, но той е толкова малък, че в онези години не са успели да намерят начин за прилагането му.

Сега с този въпрос се занимава цяла област от физиката – оптомеханиката. С помощта на светлината учените „улавят“ живи клетки, преместват микроскопични частици от някакво вещество и, както стана ясно, тези сили може да бъдат използвани за размесване на течности.

Учени от Санкт Петербург са разработили наноантена – мъничък силиконов куб с размер около двеста нанометра. Това устройство, невидимо за окото, е в състояние да контролира светлинната вълна, която пада върху него.

Наноантената превръща кръговата поляризирана светлина в оптичен вихър, обясняват изобретателите. Енергията на светлината се завихря около нея.

За подсилване на ефекта учените добавили в течността няколко наночастици злато. Обхванатите от оптическия вихър частици започнали да се въртят около силиконовото кубче, като се превърнали по този начин в „бъркалка“ за размесване на реактивите.

В същото време размерът на тази система е толкова малък, че може да засили дифузията сто пъти в единия край на микрореактора, като това не се отразява върху процесите в другия.

Златото като химически инертен материал, който не влиза в реакции, е много подходящо за целта, обясняват учените.

По време на експериментите трябвало да се постигне ефект, при който върху наночастиците действат единствено силите на въртене и радиационното налягане, но не и привличането към наноантената. В противен случай частиците просто биха се залепили за нея. Този ефект се наблюдава при частици злато с определен размер, ако системата се освети с обикновен зелен лазер. При опити със сребро този ефект се наблюдава само в ултравиолетовия спектър, което е по-неудобно. /БГНЕС