دوره 16، شماره 3 - ( لیزر در پزشکی 1398 )
جلد 16 شماره 3 صفحات 2-7 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Parvin M S, Saliminasab M, Moradian R. Simulation and Fabrication of Optical Nanosensor Based on Quasi Static Approximation and Chemical Reduction Method. lmj 2019; 16 (3) :7-2
URL: http://icml.ir/article-1-452-fa.html
URL: http://icml.ir/article-1-452-fa.html
پروین محمد سعید، سلیمی نسب مریم، مرادیان رستم. شبیه سازی و ساخت نانوحسگر اپتیکی براساس تقریب شبه استاتیک و روش کاهش شیمیایی. فصلنامه علمی پژوهشی لیزر در پزشکی. 1398; 16 (3) :7-2
پژوهشکدۀ علوم و فناوری نانو، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
چکیده: (3145 مشاهده)
مقدمه: طراحی و آماده‌سازی نانوساختارهای فلزی یکی از موضوعات تحقیقاتی مهم در علم مواد، شیمی، پزشکی و مهندسی به‌شمار می‌رود. در بین انواع مختلفی از نانوساختارها، نانوذرات کروی نقره به دلیل داشتن خواص اپتیکی منحصر به فرد و سازگاری با محیط زیست بسیار مورد توجه دانشمندان قرار گرفته‌اند.
روش بررسی: خواص اپتیکی نانوذرات کروی فلزی نقره براساس تقریب شبه استاتیک و روش تجربی کاهش شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. هنگامی‌که نانوذرۀ نقره تحت تأثیر میدان الکترومغناطیسی لیزر قرار می‌گیرد، به صورت یک دو قطبی الکتریکی تابش می‌کند. با حل معادلۀ لاپلاس کروی در سه بعد و اعمال شرایط مرزی مناسب در فصل مشترک‌ها می‌توان به معادلات میدان الکتریکی در هر ناحیه دست یافت. در تقریب شبه استاتیک از وابستگی فضایی میدان الکترومغناطیسی در محاسبات صرف نظر می‌شود درحالیکه وابستگی زمانی میدان الکترومغناطیسی حفظ می‌شود. همچنین با استفاده از روش کاهش شیمیایی، نانوذرات کلوئیدی نقره سنتز و تولید می‌شوند. برای تولید محلول کلوئیدی نانوذرات نقره از نیترات نقره (AgNO3) به عنوان پیش ماده، از سیتراتتریسدیم 1 درصد به عنوان عامل کاهنده و پایدارساز و از آب دو یونیزه به عنوان حلال استفاده شده است.
یافته‌ها: نتایج محاسبات تئوری نشان می‌دهد که نانوذرۀ کروی نقره دارای یک قلۀ تشدید پلاسمون در محدودۀ مرئی است. طیف جذبی نانوذرۀ نقره نسبت به تغییرات خیلی کوچک ضریب شکست محیط اطراف حساس است و با افزایش ضریب شکست محیط به سمت طول موجهای بلندتر جابه‌جا می‌شود. نتایج تجربی سنتز نانوذرات نقره نشان می‌دهد که طیف جذبی نانو ذرات نقره دارای یک قلۀ جذب پلاسمون در ناحیۀ مرئی (λ=425nm ) است. همچنین نتایج آنالیز FESEM کروی بودن و ابعاد نانومتری ذرات را تأیید می‌کند.
نتیجه‌گیری: تشدید پلاسمون سطحی نانوذرۀ نقره در طول موج مرئی، امکان شناسایی مولکول‌های زیستی اطراف نانوذرۀ نقره را فراهم می‌کند. طیف جذبی نانو ذرات فلزی نقره نسبت به تغییرات ضریب شکست محیط اطراف حساس است و با اعمال کوچک‌ترین تغییری در ضریب شکست محیط اطراف، مدهای پلاسمون سطحی به سمت طول موجهای بلندتر جابه‌جا می‌شوند که می‌توان از این ویژگی به عنوان نانوحسگر اپتیکی بر اساس جابه‌جایی طول موج تشدید استفاده کرد. نتایج آنالیزهای UV-visible و FESEM، قلۀ تشدید پلاسمون نانوذرات را در طیف مرئی و ابعاد نانومتری ذرات نقره نشان دادند که تأییدی بر نتایج تئوری است.
روش بررسی: خواص اپتیکی نانوذرات کروی فلزی نقره براساس تقریب شبه استاتیک و روش تجربی کاهش شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. هنگامی‌که نانوذرۀ نقره تحت تأثیر میدان الکترومغناطیسی لیزر قرار می‌گیرد، به صورت یک دو قطبی الکتریکی تابش می‌کند. با حل معادلۀ لاپلاس کروی در سه بعد و اعمال شرایط مرزی مناسب در فصل مشترک‌ها می‌توان به معادلات میدان الکتریکی در هر ناحیه دست یافت. در تقریب شبه استاتیک از وابستگی فضایی میدان الکترومغناطیسی در محاسبات صرف نظر می‌شود درحالیکه وابستگی زمانی میدان الکترومغناطیسی حفظ می‌شود. همچنین با استفاده از روش کاهش شیمیایی، نانوذرات کلوئیدی نقره سنتز و تولید می‌شوند. برای تولید محلول کلوئیدی نانوذرات نقره از نیترات نقره (AgNO3) به عنوان پیش ماده، از سیتراتتریسدیم 1 درصد به عنوان عامل کاهنده و پایدارساز و از آب دو یونیزه به عنوان حلال استفاده شده است.
یافته‌ها: نتایج محاسبات تئوری نشان می‌دهد که نانوذرۀ کروی نقره دارای یک قلۀ تشدید پلاسمون در محدودۀ مرئی است. طیف جذبی نانوذرۀ نقره نسبت به تغییرات خیلی کوچک ضریب شکست محیط اطراف حساس است و با افزایش ضریب شکست محیط به سمت طول موجهای بلندتر جابه‌جا می‌شود. نتایج تجربی سنتز نانوذرات نقره نشان می‌دهد که طیف جذبی نانو ذرات نقره دارای یک قلۀ جذب پلاسمون در ناحیۀ مرئی (λ=425nm ) است. همچنین نتایج آنالیز FESEM کروی بودن و ابعاد نانومتری ذرات را تأیید می‌کند.
نتیجه‌گیری: تشدید پلاسمون سطحی نانوذرۀ نقره در طول موج مرئی، امکان شناسایی مولکول‌های زیستی اطراف نانوذرۀ نقره را فراهم می‌کند. طیف جذبی نانو ذرات فلزی نقره نسبت به تغییرات ضریب شکست محیط اطراف حساس است و با اعمال کوچک‌ترین تغییری در ضریب شکست محیط اطراف، مدهای پلاسمون سطحی به سمت طول موجهای بلندتر جابه‌جا می‌شوند که می‌توان از این ویژگی به عنوان نانوحسگر اپتیکی بر اساس جابه‌جایی طول موج تشدید استفاده کرد. نتایج آنالیزهای UV-visible و FESEM، قلۀ تشدید پلاسمون نانوذرات را در طیف مرئی و ابعاد نانومتری ذرات نقره نشان دادند که تأییدی بر نتایج تئوری است.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
