آنتن‌های میکرومقیاسی از جنس طلا می‌تواند به شیمیدانان فرصتی طلایی برای بررسی دینامیک پیوندهای مولکولی دهد.

آنتن میکرومقیاس از جنس طلا نور مادون قرمز را جذب و بازتابش می‌کند و در نتیجه‌ی نوعی تابش الکترومغناطیسی پیوندهای مولکولی را برانگیخته می‌کند.

پژوهشگران هلندی با استفاده از آنتن‌های طلایی بسیار کوچک توانسته‌اند روش‌های مبتنی بر مادون قرمز (IR) را که حرکات پیوندهای شیمیایی را ثبت می‌کنند، بهبود بخشند. این روش می‌تواند عملکرد غشاهای سلولی را ردیابی کند و به شیمیدانان در جهت توسعه‌ی روکش‌هایی که نسبت به تغییر حالت عکس‌العمل نشان می‌دهند، کمک کند.

یکی از روش‌های مطالعه‌ی مولکول‌ها روش طیف‌سنجی IR نام دارد که طی آن پیوندهای شیمیایی با جذب طول‌ موج‌های خاصی از مادون قرمز ارتعاش می‌کنند. در روشی جدیدتر تحت عنوان طیف‌سنج ارتعاشی غیرخطی، پالس‌های نور با فاصله فرستاده می‌شود. بنابراین مولکول‌ها به شیوه‌ای کاملاً متفاوت نور را جذب می‌کنند و به این ترتیب حرکات بسیار سریع پیوندها به ثبت رسانده می‌شود. چنین روشی برای تشکیل و شکست پیوند هیدروژنی، شکست جفت‌های یونی در آب و غیره استفاده می‌شود.

در تئوری این روش می‌تواند در مطالعه‌ی سطوح مولکولی کاربرد داشته باشد. اما مشکل آنجاست که اکثر پیوندهای در گیراندازی تابش IR ناکارامد هستند. عدم تطابق بین طول‌موج‌های ارتعاش پیوند شیمیایی و نور IR، پیوندها را تبدیل به آنتن ضعیفی برای جذب تابش IR می‌کند و به این ترتیب نمونه‌های بیولوژیکی کوچک، مولکول‌های کافی برای تولید پاسخ قابل آشکارسازی دارا نیستند.

اکنون پژوهشگرانی از مؤسسه‌ی AMOLF آمستردام با استفاده از آنتن‌هایی از جنس طلا سعی کرده‌اند تا بر این مشکل غلبه کنند. آن‌ها آنتنی با ابعاد چندصد نانومتر ساخته‌اند که با طول‌‌موج 5800 nm تابش IR تطابق خوبی دارد. در این طول‌موج پیوند‌های کربن و اکسیژن برانگیخته می‌شوند. به همین منظور این آنتن بر روی پلاکسی‌گلس که حاوی چگالی بالایی از پیوندهای کربن و اکسیژن است، قرار گرفته است.

آن‌ها با استفاده از روش کاوش پمپی دریافته‌اند که به این ترتیب پاسخ ده‌هزار برابر قویتر از زمانی است که از این نوع آنتن استفاده نشود. این افزایش ناشی از اثرات الکترومغناطیسی در نزدیکی آنتن است که برای اولین بار در طیف‌سنجی ارتعاشی غیرخطی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

منبع: New Molecular Probe Uses Gold Antennas

مرجع: http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.114.233004