На один нано-шаг ближе к возможности взвешивать отдельный атом

Такие сверхчувствительные измерения могут быть использованы в таких сферах как медицинские исследования и диагностика, позволяя определять агенты, вызывающие заболевания, как вирусы и прионы, на уровне одиночной молекулы.

Исследователи заинтересованы в веществах нано размеров, т.к. чем меньше компоненты устройств обнаружения, тем они сами более чувствительны.

В данном исследовании группа из Университета Мельбурна, Центра исследования нано материалов в Иллинойсе и Чикагского университета синтезировала и изучила микроскопические золотые палочки шириной в 5000 раз меньше, чем толщина человеческого волоса.

Профессор Джон Сэйдер из отделения математики и статистики Университета Мельбурна утверждает, что наномеханические датчики массы измеряют изменения частоты колебаний по тому же принципу, как снижается частота колебаний классной линейки, если к ней прикрепить стёрку.

Чувствительность таких наномеханических устройств непосредственно связана с тем, сколько энергии они вытесняют. Таким образом, исследователям необходимо было понять, как демпфирование (потеря энергии) переносится на окружающую жидкость и внутри наноструктур.

Ранее невозможно было определить частоту, при которой колебания в системе металлических наночастиц затухают, из-за значительной разницы в размерах частиц, которые изучались – это скрывало колебания.

Однако изучая систему наночастиц золота бипирамидальной формы с крайне однородными размерами и формой, исследователи смогли преодолеть это ограничение.

Учёные обработали эти системы бипирамидальных наночастиц сверхбыстрым лазерным импульсом, заставили их механически колебаться на микроволновых частотах. Эти колебания были продолжительными, и впервые демпфирование в этих системах наночастиц можно было детально исследовать и охарактеризовать.