Время от времени научные работники смотрят за ходом смешивания жидкостей в самых малехоньких ёмкостях, в которых невозможно вести взаимодействие с жидкостями. Но держать под контролем скорость диффузии молекул в, своего рода, микрореакторах довольно принципиально, для сотворения свежих медицинских препаратов, проведения систематических био экспериментов и моментальной диагностики заболеваний. Научные работники из Института ИТМО и их коллеги из Академии наук Чехии создали собственные догадки по решению трудностей при поддержке взаимодействия энергии света.
На сегодняшний день научные работники и фармацевты каждый день пользуются микрореакторы, которые привозятся в лаборатории на чипе. Маленькие контейнеры, раздробленные изнутри канавами, присутствуют в объеме от нескольких кубических мм до нескольких кубических сантиметров — меньше коробка для спичек. Впрочем, эти небольшие прибора дают возможность проводить экспресс-анализы крови, смешивать крохотные дозы препаратов для сотворения высокоэффективных медицинских препаратов, проводить эксперименты на клеточном уровне.
Но при проведении работы с микро реакторами есть одна проблема: научные работники буквально не имеют возможности воздействовать на скорость смешивания или, иначе, диффузии жидкостей и реагентов, которые прибывают в эту лабораторию на чипе. Научные работники Института ИТМО вместе с коллегами из Чехии придумали методику, которая имеет возможность отыскать решение для предоставленной трудности. Для смешивания жидкостей они стали применять световое давление.
Метод ученых
Ещё в конце XIX века ученый Джеймс Максвелл из Британии внес предложение о том, что свет может оказывать воздействие на физические объекты. После чего, ученый Петр Лебедев из РФ показал практическое использование. Но мощь такого давления довольно небольшая, и в те эпохи ее не сумели применить. Сейчас данным направлением увлекается целая ветвь физики — оптомеханика (за продвижение которой в 2018 году доктор Артур Ашкин получил Нобелевскую премию). При поддержке света захватывают живы клетки, перемещают мизерные частички препарата и, оказалось, что эти же силы возможно использовать для смешивания жидкостей. Работа научных работников была написана в журнале Advanced Science.
Современные разработки
Спасибо прогрессивным достижениям оптомеханики: ученые из Санкт-Петербурга сделали наноантенну, оригинальный крохотный кубик кремния объемом приблизительно двести нанометров. Это крохотное изобретение способно вести взаимодействие со световой волной, которая на нее попадает. ««Такая наноантенна конвертирует свет радиоактивной поляризации в оптический вихрь», — говорит Александр Шалин - доктор Нового Физтеха Института ИТМО, — световая энергия закручивается кругом возле нее».
Кроме наноантенн научные работники предложили впустить в жидкость конкретное число микрочастиц золота. Оккупированные оптической бурей частички начинают вертеться вокруг кубика кремния, становясь что самой «ложечкой» для смешивания реактивов. Величина предоставленной системы так мала, что она способна увеличить диффузию в 100 раз в одном конце микрореактора, абсолютно не воздействуя на то, что случается в ином.
«Золото — это химически пассивный материал, который своеобразно вступает в реакции, — разъясняет соавтор работы Адриа Канос Валеро, — не считая этого, он не токсичен. Еще, нам надо было достичь такого, чтобы на микрочастицы повлияли только спиновые силы и радиационный нажим, но не тяготение к наноантенне, вследствие того, что частички элементарно прилипли бы к ней. Подобный эффект случается с частичками золота некоторого объема, в случае если на систему светит простой зеленоватый лазер. Мы воспользовались и иными металлами, но, например, для серебра похожие эффекты имеются лишь только в ультрафиолетовом диапазоне, что не настолько удобно».
Понравилась статья? Подписывайся и ставь лайк)