KU Leueni Ülikooli teadlane Ventsislav Valev arendas koos töörühmaga välja meetodi seni väikseimate nanojugade (nanojets) tekitamiseks. Joad valmivad plasmoniliste kuumtäppide (plasmonic hotspots) abil sulatatud kulla nanostruktuuridest. Protsessist saadavad ideaalselt sfäärilised väikesed kulla tilgad pakuvad huvi meditsiinitööstusele.
Meetod põhineb tagasilöögil (backjet) fenomenil, mis avaldub näiteks veetilga kukkumisel lompi. Langeva tilga põhjustatud laine kukub nii kokku, et paiskab väikese koguse vett tagasi. Täpselt fokusseeritud ülikiired laserimpulsid on varustatud piisava energiaga sulatamaks kulla kile pinda, millest lendub analoogselt ülaltoodud näitele tagasi pisike sulakulla tilk.
Kulla kile pinnale langevad tilga suuruse määrab laserimpulsi energia, mis omakorda sõltub laseri valguse lainepikkusest. Esialgu arvasid teadlased, et nanojoad ei saa valguse lainepikkusest kuigivõrd väiksemad olla. Leuveni töörühm avastas aga, et jugade suurust saab plasominiliste kuumtäppidega oluliselt vähendada.
Pildil on kujutatud kulla kilet tabavat laserkiirt, mis põhjustab sulametalli tilga tagasilöögi. Tilk tahestub ja moodustab pinnale tagasi langedes ideaalselt sfäärilise kerakese.
Plasmonilised kuumtäpid on piirkonnad nanostruktuurse metallikile pinnal,
kus langev valgus põhjustab elektronide tugevat ostsillatsiooni. Elektronide võnkumine põhjustab lokaalset materjali soojenemist ning tekitab elektrivoolu. Ostsillatsiooni piirkonnad on tõepoolest väga kuumad, otsekui pliidirauad. Kuumuse tõttu ongi võimalik langeva valguse lainepikkusest väiksemate tilgakeste vabanemine.
Lendu paisatud tilgad tahenevad ning omandavad sfäärilise sümmeetria. Taolisi kulla tilkasid saab kasutada meditsiinis muuhulgas vähiraviks. Arstide kasutatavad kulla osakesed on keemiliselt sünteesitud ja on seetõttu granulaarsed. Sfäärilised terad on aga ravieesmärki silmas pidades efektiivsemad. Vereringesse süstitud osakesed kinnituvad vähirakkude külge, misjärel kaasneb nende kuumutamisega vähiraku hävinemine.
Allikas: ScienceDaily