منصة الرسائل والاطاريح: الخصائص البلازمونية الحرارية لتراكيب نانوية هجينة

الخلاصة

ركزت الدراسة التجريبية الحالية على توليف وتقييم الخصائص البلازمونية الحرارية للجسيمات النانوية القلب/الغلاف (Core/Shell NPs) والجسيمات النانوية القلب/متعدد الغلاف (Core/Multi-Shell NPs) المحضرة بطريقة الاستئصال بالليزر النبضي في السوائل ( ليزر النانوثانية يعمل بالطول الموجي 1064 نانومتر) ، لإدخال نوع جديد من الهياكل النانوية الهجينة القابلة للاستخدام في تطبيقات الطب الحيوي وتطبيقات الضوئيات البصرية. بالنسبة للهياكل النانوية الهجينة ، تم استخدام الذهب (Au) والفضة (Ag) كشريك للسيليكون (Si) في الجزء البلازموني الحراري، تتكون الهياكل النانوية الهجينة متعددة الأصداف من شطيرة (ذهبيه - فضيه) و(فضيه - ذهبيه) مع غلاف من السيليكون في ما بينهما. تم قياس الامتصاص البصري للعينات باستخدام مقياس (UV–Vis spectrophotometer)، وتم رصد شدة وموضع البلازمون السطحي اعتمادًا على الخصائص العزلية للعينات. بالإضافة إلى ذلك ، تم دراسة الخصائص البلازمونيه الحرارية من خلال مراقبة زيادة درجة الحرارة الموضعيه للعينات بشكل تجريبي بأستخدام كاميرا حراريه عند اضاءة العينات بأشعة الليزر ذات الأطوال الموجية المختلفة (532 ، 405 نانومتر). وكذلك تم اختبار الجسيمات النانوية القلب/متعدد الغلاف لتثبيط نشاط بكتيريا الاشريكية القالونية (E-coli) تحت إشعاع الليزر. بالإضافة إلى ذلك ، تم محاكاة الخواص البصرية والتأثيرات الحرارية البلازمية وتوزيع الشحنة الكهربائية الموضعية السطحية للعينات باستخدام برنامج محاكاه نظريًا كومسل متعدد الفيزياء (Multiphysics -COMSOL ( بأحجام قلب وسمك غلاف مختلف بواسطة طريقة العناصر المحدودة تحت إشعاع الليزر باطوال موجية مختلفة (532 ، 405 نانومتر). كشفت النتائج عن خصائص بصرية بلازمونية حرارية قابلة للضبط و التعديل بشكل واضح من خلال التحكم في بنية الجسيمات النانوية القلب/الغلاف. بالإضافة إلى ذلك ، تُظهر النتائج أنه يمكن الحصول على سيطرة وضبط شديد في رنين البلازمون السطحي، وكذلك الحصول على تأثيرات بلازمونيه حراريه محسنه بشكل كبير من حيث ارتفاع درجة الحرارة بالاعتماد على تأثير الليزر. تظهر النتائج أن الجسيمات النانوية القلب/متعدد الغلاف تنتج حرارة أكثر من الجسيمات القلب/الغلاف، وكذلك حرارة أكثر من الجسيمات النانوية الفردية. تم الحصول على ارتفاع درجة الحرارة 8.2Co لـعينة Ag@Si@Au NPs و 7.4Co لـعينة Au@Si@Ag NPs تحت اشعاع الليزر المستمر باطوال موجية (405 ، 532 نانومتر) على التوالي. كذلك أثبتت التجارب أن النظام النانوي المقترح حقق كفاءة قتل عالية ضد بكتيريا الاشريكية القالونية تحت إضاءة الليزر المستمر (405،532 نانومتر) ، وكان قطر مناطق التثبيط 6-8 ملم لعينات الجسيمات النانوية القلب/متعدد الغلاف. اثبتت نتائج المحاكاة النظرية وجود تطابق جيد مع النتائج التجريبية مما يساعد على فهم الظواهر الفيزيائية بشكل اوضح, ويمكن تحسين النتائج اعتمادًا على الحجم والشكل وتركيب الجسيمات النانوية وكذلك الوسائط المغمورة بها. يمكن ان نستنتج، ان برنامج المحاكاة يمكنه التنبؤ بالنتائج التجريبية بدقة عالية. اظهرت النتائج إمكانية استخدام الجسيمات النانوية القلب/متعدد الغلاف كمصادر حرارة فعالة في العديد من التطبيقات، لا سيما في تطهير وتعقيم المعدات الطبية