http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=9f499ee9-8e77-4656-a430-87c3545da61c&print=1© 2024 Российская академия наук
Разработан новый прибор – электростатическая ловушка, которая поможет поймать, удержать на длительное время и исследовать частицы крошечного размера. В таком устройстве, сообщает журнал Nature, ученые «подвесили» наночастицы золота и полимерные бусинки.
Чтобы исследовать объекты наномира, их надо сначала выделить, потом удержать и изучить, не оказывая на них разрушительного воздействия. Несколько десятилетий для этого использовали уникальный «оптический пинцет» или оптическую ловушку. С помощью лазерного света ученые манипулировали микроскопическими частицами, изучали структуру белков и их свойства. Но оптический пинцет не может удержать объекты, которые значительно меньше длины волны света, и не пригоден для работы с частицами диаметром меньше ста нанометров.
Швейцарские ученые (ETH Zurich) разработали другую ловушку, чтобы преодолеть эти ограничения. В ней частицы левитируют в электростатическом поле, и способность к подвешиванию у них зависит от заряда, а не от размера. Маленькое устройство – всего два на четыре миллиметра - состоит из двух параллельных стеклянных пластин, разделенных тонкой пленкой жидкости. Одна пластина гладкая, а на поверхности второй сделаны углубления. На отрицательно заряженный объект, который находится между двумя так же заряженными пластинами, действуют силы отталкивания, заставляя его курсировать между пластинами. Но когда частица оказывается над углублением, то давление со стороны стенок на нее уменьшается, и она остается на месте.
Объект зависает в пространстве на несколько часов, и у нас появляется достаточно времени, чтобы исследовать его поведение, объясняет Мэдхэви Кришнан (Madhavi Krishnan), руководитель исследования. Ученые проверили прибор, исследуя наночастицы золота, полимерные бусинки и пузырьки жидкости диаметром в несколько десятков нанометров.
Устойчивую работу устройства легко обеспечить, изменяя геометрию системы и подбирая правильную концентрацию раствора. Она должна быть достаточно невысокой, что в какой-то мере ограничивает применения прибора.
Ученые пока не готовы обсуждать коммерциализацию новой ловушки, но уверены, что прибор смогут использовать биологи для бесконтактных манипуляций с отдельными белками и макромолекулами. А физики, материаловеды и инженеры получат в руки новый инструмент для сборки наноструктур из металлов и диэлектриков.
Источник: www.nkj.ru, Ольга Баклицкая
***
Американские ученые обнаружили, что “узел” в необычной ленте на границе нашей Солнечной системы начал “развязываться”
«Лента» вошла в лексикон астрономов год назад, когда с помощью спутника IBEX были получены первые подробные карты гелиосферы — области, состояние которой отличается от состояния межзвездного пространства; за него отвечает Солнце. Заряженные частицы из Солнечной системы и межзвёздного пространства так и остаются каждые по свою сторону от границы системы — гелиопаузы. От формы и поведения гелиопаузы, “дышащей” под действием межзвёздного ветра и управляемой отчасти межзвёздным магнитным полем, зависит “космическая погода” во всей Солнечной системе. Это своего рода “стена”, которую могут преодолеть только нейтральные частицы: они образуются, когда в области гелиопаузы протоны солнечного ветра отнимают электроны у атомов межзвёздного газа и создают так называемые энергичные нейтральные атомы. Нейтральные атомы разлетаются в разные стороны с большими скоростями (от 40 до 1000 км/с).
Год назад главной неожиданностью для ученых оказалось, что весь “пузырь” гелиосферы опоясан гигантской «лентой», из которой исходят самые обширные и быстрые потоки энергичных нейтральных атомов. На первой карте, полученной спутником IBEX, в северной части ленты был обнаружен элемент, похожий на узел. Расположенный отдельно от остальной части ленты, он выглядит ярче её – это значит, что из “узла” приходят нейтральные атомы с бОльшими энергиями.
Вторая карта, полученная недавно, содержит новую загадку. Она показала, что в целом структура ленты остается достаточно стабильной, но в области необычного “узла” наблюдается снижение излучения атомов – “узел” уменьшился на треть и выглядит “развязанным”.
У ученых нет единого мнению о происхождении “узла” и ленты на границе Солнечной системы, но уже сейчас понятно, что эта область Солнечной системы радикально изменилась за относительно короткий срок. Теперь предстоит выяснить, почему.
Источник: www.nkj.ru, Александр Ильин