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新光学镊子可以通过施加压力来改变颜色

时间:2022-03-01 00:00:00 来源:网络整理

新光学镊子可以通过施加压力来改变颜色

我们提出了一种利用光镊控制荧光颜色的新方法。我们演示了一种利用纳米结构硅的光学捕获技术。随着激光强度的增加,苝标记聚合物链的局部浓度增加。因此,苝的准分子荧光增强,单体荧光减弱,荧光颜色由蓝色变为橙色。通过这种方法,我们成功地远程和可逆地控制了蓝色、绿色、黄绿色、黄色和橙色的荧光颜色变化。

在光子学领域的一个大绊脚石是色彩控制。到目前为止,为了控制颜色,即光发射的波长,研究人员必须改变发射体的化学结构或溶剂的浓度——所有这些都需要直接接触,这极大地限制了它们的应用。

大阪市立大学化学系教授Yasuyuki Tsuboi说:“这样的条件使得它不可能快速改变颜色,在像细胞这样的微观空间或在无法交换颜色的封闭系统中使用它作为光源。”Tsuboi教授在之前的研究中开发了一项名为“光镊”的技术,通过这项技术,他带领一组研究人员证明,仅使用光压效应就可以远程控制发光颜色。

他们的发现最近发表在德国国际期刊《Angewandte Chemie Intl》的网上。

多年来,Tsuboi教授和他的同事们一直在进行一项技术的研究,这项技术可以用激光捕获和操纵纳米和微米大小的材料。在探索这种“光镊”技术时,他们发现当一种叫做黑硅的特殊针状纳米结构的硅晶体浸入样品溶液中时,纳米结构的光场增强效应捕获了一种苝改性聚合物,使溶液的局部浓度增加并形成聚合体。

“当苝的浓度增加时,它会形成一种二聚体激发复合物,称为准分子,”主要作者Ryota Takao解释说。这些准分子发出荧光,根据浓度的不同而改变颜色。

这是研究小组在之前没有使用捕获激光的捕获实验中所研究的。在这里,他们发现随着激光束强度的增加,光压力也会增加,这导致黑色硅上聚合聚合物的浓度变得更密集——反之亦然。

Tsuboi教授解释说:“我们观察到,聚合物聚合体发出的荧光颜色随之发生变化,低强度的荧光产生蓝色,然后随着强度的增加,荧光变成绿色、黄色、绿黄色、橙色。”由于激光强度是被控制的,颜色的改变是完全可逆的,可以远程完成。

虽然这项研究仍处于初级阶段,但它依赖于受激配合物和激发能量转移,这意味着除可见光领域外,还可能在紫外和近红外区域应用。该研究团队目前正在推进进一步的研究方向,以封装苝改性聚合物溶液作为光源,用于微型机器部件和细胞内生物成像。

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Fluorescence Colour Control in perylene-Labeled polymer Chains Trapped by Nanotextured Silicon


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