Quản lý quang học các hệ thống phân tử phức tạp bằng photon xanh mật độ cao: bằng chứng thực nghiệm và lý thuyết

The European Physical Journal B - Tập 86 - Trang 1-10 - 2013
Sorin Comorosan1,2, Silviu Polosan3, Irinel Popescu4, Ioan Stamatin5, Elena Ionescu2, Sorin Avramescu6, Liviu Cristian Cune1, Marian Apostol1
1Department of Theoretical Physics, National Institute for Physics and Nuclear Engineering, Magurele, Romania
2Interdisciplinary Research Group, Romanian Academy, Bucharest, Romania
3Materials & Multifunctional Structures, National Institute of Materials Physics, Magurele, Romania
4Academy of Medical Sciences, Bucharest, Romania
5Department of Biophysics, University of Bucharest, Bucharest, Romania
6Department of Chemistry, University of Bucharest, Bucharest, Romania

Tóm tắt

Cuộc cách mạng gần đây trong các kỹ thuật quang học hiện đại đã chỉ ra rằng sự tương tác của ánh sáng với vật chất tạo ra một lực, được gọi là lực quang, làm phát sinh các tính chất vật liệu được biết đến trong vật lý như là vật chất quang. Kỹ thuật cơ bản của lĩnh vực này sử dụng các lực tác động bởi một chùm ánh sáng được tập trung mạnh để bẫy các vật thể nhỏ và sau đó điều khiển cấu trúc địa phương của chúng. Mục đích của bài báo này là phát triển một cách tiếp cận thay thế, sử dụng bức xạ với photon xanh mật độ cao, mà gây ra các lưỡng cực điện thông qua hiệu ứng phân cực. Các vật liệu được sử dụng trong các thí nghiệm là các chuỗi carbon dài, đại diện cho khung của các đại phân tử sinh học. Các kỹ thuật vật lý được sử dụng để tiết lộ các sắp xếp phân tử được kích thích tại chỗ bao gồm: độ nhớt động, tiềm năng zeta, hóa phát quang, sắc ký lỏng; phổ khối lượng, và phổ Raman cũng như phổ hồng ngoại. Kết quả chính của các thí nghiệm của chúng tôi là phát hiện các sắp xếp phân tử khác nhau trong hỗn hợp các chuỗi alkane, được tạo ra bởi các thao tác quang học của chúng tôi. Vật chất quang này đã thể hiện hai tính chất vật liệu: hiệu ứng chống oxy hóa và hiệu ứng kết tập phân tử lớn. Để liên kết kết quả thực nghiệm với lý thuyết, chúng tôi đã phát triển một mô hình vật lý và lực tương tác giữa các vật thể có thể phân cực đã được tính toán. Bằng các tính toán số, các cấu trúc ổn định cho N = 6 và N = 8 hạt đã được thu được.

Từ khóa

#quản lý quang học #vật chất quang #chuỗi carbon #phân cực #thí nghiệm vật lý #cấu trúc phân tử

Tài liệu tham khảo

D.G. Grier, Nature 424, 810 (2003) A. Ashkin, J.M. Dziedzic, J.E. Bjorkholm, S. Chu, Opt. Lett. 11, 288 (1986) J.C. Crocher, D.G. Grier, Phys. Rev. Lett. 73, 352 (1994) K. Svoboda, P.P. Mitra, S.M. Block, Proc. Natl. Acad. Sci. 91, 11782 (1994) P.T. Korda, G.C. Spalding, D.G. Grier, Phys. Rev. B 66, 024504 (2002) R. Verma, J.C. Crocker, T.C. Lubenski, A.G. Yodh, Macromolecules 33, 177 (2000) G.M Wang, E.M. Sevick, E. Mittag, D.J. Searles, D.J. Evans, Phys. Rev. Lett. 89, 050601 (2002) S. Comorosan, S. Polosan, I. Popescu, E. Ionescu, R. Mitrica, L. Cristache, A.E. State, Eur. Biophys. J. 39, 1483 (2010) S. Comorosan, S. Polosan, S. Jipa, I. Popescu, G. Marton, E. Ionescu, L. Cristache, D. Badila, R. Mitrica, J. Photochem. Photobiol. B 102, 39 (2011) S. Comorosan, in Progress in Theoretical Biology, edited by R. Rosen (Academic Press, New York, 1976), p. 161 E.M. Vink, B.J. Cagnie, M.J. Cornelissen, H.A. Declercq, D.C. Cambier, Lasers Med. Sci. 18, 95 (2003) X. Wangshen, P. Jingzi, D. Alexander, J. McKerell, G. Jiali, J. Chem. Theor. Comput. 3, 1878 (2007) C.J. Seeton, Tribology Lett. 22, 67 (2006) M.J. Assael, J.H. Dymond, M. Papadaki, P.M. Patterson, Int. J. Thermophys. 13, 269 (1992) G. Delmas, P. Purves, P. Saint Domain, J. Phys. Chem. 79, 1970 (1975) S.M. Sarathy, Combustion & Flame 158, 2338 (2011) M. Vasudevan, J. Ravi, S. Ravisankar, B. Suresh, J. Pharm. Biomed. Anal. 25, 77 (2001) A. Lavanchy, R. Houriet, T. Gaumann, J. Mass. Spectr. 14, 79 (1979)