Nanotehnologija

Veliki korak u minijaturnom svijetu: mjerenje električnog naboja kod nano čestica

on

Kako bi promatrali ponašanje pojedinačne čestice u otopini, prof. Madhavi Krishnan i njezini suradnici „namame“ svaku česticu u „elektrostatičku zamku“. To funkcionira na sljedeći način: između dvije staklene ploče veličine čipa znanstvenici su stvorili tisuće okruglih energetskih rupa. Trik je u tome da te rupe imaju samo slab elektrostatski naboj. Znanstvenici tada dodaju kap otopine između ploča, nakon čega svaka čestica pada u energetske rupe i ostaje tamo zarobljena. Ali čestice ne ostaju nepomično u zamci. Umjesto toga, molekule u otopini kontinuirano se sudaraju s njima, što uzrokuje da se čestice pomiču u kružnom kretanju. „Mjerimo ta kretanja, a tada možemo utvrditi i naboj za svaku pojedinu česticu“, objašnjava prof. Madhavi Krishnan.

Jednostavno rečeno, čestice koje imaju mali naboj čine velike kružne pokrete u svojim zamkama, dok se one s visokim nabojem kreću u malim krugovima. Ovaj fenomen može se usporediti sa situacijom u kojoj lagana lopta, kada se baci, ide dalje od teške lopte. Američki fizičar Robert A. Millikan koristio je sličan način prije sto godina u svom eksperimentu s kapljicom ulja kako bi se utvrdila brzina električki nabijenih kapljica ulja. U 1923. godini Millikan je primio Nobelovu nagradu za fiziku. „Međutim, on je proučavao kapljice u vakuumu“, objašnjava dr. Krishnan. „Mi s druge strane istražujemo nano čestice u otopini koja i sama utječe na svojstva čestica“.

Za sve industrijski proizvedene otopine, električni naboj nano čestica sadržanih u njima od primarnog je interesa, jer je električni naboj onaj koji omogućuje da tekuća otopina ostane stabilna, a ne da se pretvori u grudastu smjesu. “S našom novom metodom, dobili smo sliku cijele otopine uz sve čestice sadržane u njoj“, ističe prof. Madhavi Krishnan. Otopina je tekućina u kojoj su čestice ili kapljice lijepo raspoređene, na primjer u mlijeku, krvi, raznim bojama, kozmetici, cjepivu i brojnim lijekovima. „Naboj ima veliku ulogu u tome“, kaže Krishnan.

Jedan primjer je proizvodnja lijekova koje treba primijeniti u preciznim dozama u dužem razdoblju korištenjem sustava za doziranje lijekova. U tom kontekstu, nano čestice djeluju kao „paketi“ koji prevoze lijekove do mjesta gdje trebaju djelovati. Vrlo često, upravo im njihov električni naboj omogućuje da nesmetano prođu kroz tkiva i stanične membrane u tijelu i tako počnu djelovati. „Zato je toliko važno da im se može mjeriti naboj. Do sada je većina dobivenih rezultata bila neprecizna“, objašnjava Krishnan.

“Nova metoda omogućuje nam čak i mjerenje u realnom vremenu promjene naboja za pojedinačnu česticu“, dodaje prof. Madhavi Krishnan. „To je posebno uzbudljivo za temeljna istraživanja i nikada prije nije bilo moguće.“ Razlog tome je što promjene u naboju imaju ulogu u svim tjelesnim reakcijama, bilo u proteinima, velikim molekulama poput dvostruke zavojnice DNK ili staničnim organelama. „Mi ispitujemo kako materijali rade u području milijuntinke milimetra”, objasnila je Krishnan.

Autor Ivo Tokić

Kao magistar informacijske znanosti, iz profesionalnih razloga posebno prati razvoj kako gospodarskih i znanstvenih prilika u zemlji i svijetu, tako i općih kulturnih i drugih događanja poput razvoja tehnologije i njezinog utjecaja na društvo.

Preporučeno

1 komentar

  1. Mario Straga

    Kolovoz 11, 2012 na 4:36 pm

    !…genijalno! čak ne mora biti ni istinito, ali je kao vektor dobro!;….moja je pretpostavka da je cijeli Svemir pod naponom-preciznije pritiskom,i da je to jedini razlog zašto je svjetlost posvuda tako brza,jer ju uvijek dočekiva taj jedan te isti potisak u leđa!,..a u određenom trenutku foton čak i miruje pri skoro nepromjenjenoj putanji nakon loma….

Odgovori