Для миниатюрных биологических экспериментов ученые часто применяют электронную микроскопию, что позволяет получить детальные изображения на наноуровне. Однако у этого метода есть недостаток: такие исследования приводит к повреждениям живых тканей.

Чтобы справиться с этой проблемой, было предложено пользоваться видимым светом, однако из-за дифракции невозможно получить четкие изображения. И хотя этот метод находит применение, у него есть серьезный недостаток: материалы, применяющиеся для таких исследований, токсичны и разрушают биологические структуры.

Удачный выход из ситуации предложила группа исследователей из университета Калифорнии в Беркли под руководством химиков Яна Липхардта и Пэйдуна Яна. Учене создали нанонити для освещения микроскопических объектов. Разработка приспособлена в первую очередь для биологических исследований.

Химки создали нанонити на основе соединений ниобия. Особенность этих веществ в том, что они не растворяются в жидкой среде при комнатной температуре и совершенно не токсичны.

В специально созданном устройстве нанонити подвергаются облучению инфракрасным светом. Затем они переизлучают полученную энергию на другой частоте, и "на выходе" дают свет зеленого цвета, который может быть зарегистрирован аппаратурой, работающей в оптическом диапазоне.

По словам исследователей, устройство с такими нанонитями действует как преобразователь частоты, и с его помощью можно получать детальные изображения, сделанные на более коротких волнах, достигающих 20 нанометров.

Ожидается, что разработка найдет широкое применение в микроскопических исследованиях биологических образцов клеточного и субклеточного уровней.

Исследователи американского Национального института стандартов и технологии (National Institute of Standards and Technology — NIST) выращивают светящиеся "membrana/lenta/?5951" >нанонити — прототипы лазеров и светодиодов с поперечником луча всего около 100 нанометров.

Эти нити создаются из полупроводниковых сплавов на основе нитрида галлия (GaN) в условиях глубокого вакуума путем медленного — слой за слоем — наращивания атомов. Получающиеся нити имеют толщину от 30 до 500 нанометров и почти 12 микрометров длины.

В тот момент, когда нити помещаются в электромагнитное поле или освещаются лазером, они начинают интенсивно излучать в диапазоне от ультрафиолетового до видимого — в зависимости от композиции сплава.

Кроме того, у нанонитей есть ряд особенных свойств. Например, максимальная длина волны излучаемого света, возникающего под действием магнитного поля, зависит от его ориентации: параллельно или перпендикулярно оси нити. Это свойство может быть использовано в каких-нибудь сенсорах, данные которых будут зависеть от положения в магнитном поле.

Как сообщается в публикации в журнале Applied Physics Letters, такие анизотропные свойства нити сохраняют в достаточно большом диапазоне температур — почти от абсолютного нуля до комнатной.

В настоящее время NIST — одно из немногих мест, где такой точный эксперимент проводится без использования металлических катализаторов, что обеспечивает чистоту получающихся нитей.

Ожидаемая область применения нанонитей широка: они могут использоваться как точечные источники излучения в тестах по определению химических веществ и биологических агентов, в лазерной хирургии и в производстве точной электронной техники.

Междисциплинарная команда ученых из Корнелльского университета создала самый маленький в мире membrana/lenta/?7127" >органический источник света — излучающее нановолокно шириной всего 200 нанометров, что сравнимо с размером вирусов.

Волокно изготовлено из соединений на основе рутения. Оно меньше, чем длина волны света, который излучает. Собственно, нановолокно испускает оранжевый свет под воздействием низкого напряжения, приложенного к микроэлектродам.

Вытянуть такое волокно исследователи смогли при помощи метода, называемого электроспиннинг (electrospinning). Говоря упрощенно, он заключается в вытягивании волокна из субстрата, содержащего молекулярный комплекс металла (рутения), смешанного с полимером в некоем растворителе.

Между субстратом, который покрывает микроскопические золотые электроды, и наконечником устройства прикладывается высокое напряжение. Оно помогает вытягивать «нить», которая приобретает жесткость по мере испарения растворителя.

Нановолокно, испускающее свет, полагают его создатели, пригодится как в гибкой электронике на основе полимеров, так и в различных иных устройствах, типа зондирующей микроскопии.

По материалам: "membrana/lenta/?7421" >Мembrana.