ТАСС, 14 августа. Российские физики совместно с международной группой ученых выяснили, что наночастицы можно превратить в трехмерные структуры, необычно сильно рассеивающие электромагнитные волны. Эту особенность можно использовать для создания защитных экранов для микро- и нано-объектов, сообщила в понедельник пресс-служба МФТИ. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
"Одно из потенциальных практических применений, которое хорошо иллюстрирует обнаруженный эффект, - это создание некоторого щита от электромагнитных сил и излучения. Свет такую наночастицу огибает, а тень получается значительно больше самой частицы. Получается, что за ней можно "спрятать" что-то крупнее, чем сама частица", - пояснил ведущий автор работы из МФТИ Александр Шалин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Одно из самых необычных свойств наночастиц заключается в том, что они рассеивают свет и взаимодействуют с его волнами и электромагнитным излучением совершенно не так, как это делают крупные предметы. Эти эффекты используются в работе наноустройств.
Авторы работы открыли еще один уникальный эффект во время изучения свойств наночастиц из диэлектрических материалов с высоким индексом преломления.
Наночастицы-суперрассеиватели
В ходе этих экспериментов ученые изучали взаимодействия излучения лазера с подобными частицами. Физики обнаружили, что в некоторых ситуациях рассеяние света было более сильным, чем предполагает теория.
Как объясняют исследователи, это явление связано с тем, что взаимодействия пучков электромагнитных волн и наночастиц приводят к формированию резонансных колебаний, которые могут накладываться друг на друга. В большинстве случаев это наложение приводит к взаимному подавлению резонансов, однако при определенной форме частиц эти колебания усиливают друг друга, что приводит к очень сильному рассеиванию электромагнитных волн.
Чтобы продемонстрировать это, физики-теоретики просчитали форму наночастиц, которые могут необычно сильно рассеивать микроволновое излучение. Затем их коллеги-экспериментаторы изготовили подходящие керамические частицы. Их последующее изучение при помощи микроволновых спектроскопов подтвердило предположения Шалина и его коллег.
Подобные наноструктуры, как отмечают ученые, можно уже сейчас использовать в качестве своеобразных щитов, которые скрывают другие нанообъекты от рассеянного излучения. В частности, таким образом можно улучшить работу оптических ловушек для захвата атомов, а также различных устройств для манипуляций живыми клетками и их отдельными компонентами, работе которых обычно мешают оптические помехи.
