Nanorègle: Ingénierie de précision dans les systèmes de mesure basés sur l'ADN

Par Fouad Sabry

Nanoruler-explorez le concept des nanorègles, en vous concentrant sur leur conception, leur fabrication et leur rôle essentiel dans l'origami de l'ADN.

Atomicterrace lowangle shadowing-examinez comment cette technique est utilisée pour créer des motifs précis à l'échelle nanométrique, essentiels pour la construction à base d'ADN.

Cellule solaire plasmonique-découvrez l'intégration de la plasmonique à la technologie solaire, améliorant l'efficacité de conversion d'énergie au niveau moléculaire.

Plasmon de surface localisé-découvrez les propriétés des résonances de plasmons de surface localisés et leurs applications en nanotechnologie.

Microscopie à résonance de plasmons de surface-découvrez comment cet outil puissant est utilisé pour étudier les interactions moléculaires à une résolution nanométrique.

Résonance de plasmons de surface-découvrez le rôle de la résonance de plasmons de surface dans la biodétection et la caractérisation des nanostructures.

Nanophotonique-obtenez une compréhension approfondie de l'interaction lumière-matière à l'échelle nanométrique, cruciale pour les avancées de l'ADN Origami.

Nanolaser-étudiez le potentiel des nanolasers plasmoniques pour des sources lumineuses ultra-petites et à haut rendement en nanotechnologie.

Nanosystèmes productifs-concentrez-vous sur la conception et l'application de nanosystèmes capables d'exécuter des fonctions spécifiques dans des dispositifs à base d'ADN.

Moteur plasmonique à l'échelle nanométrique-Étudiez les principes de fonctionnement des moteurs plasmoniques à l'échelle nanométrique, révolutionnant le transport microscopique.

Plasmon de surface-Approfondissez vos connaissances sur la théorie des plasmons de surface et ses implications en nanotechnologie, notamment en détection.

Nanotechnologie-Comprenez les fondements de la nanotechnologie et comment ils s'intègrent aux techniques d'origami de l'ADN pour créer des structures innovantes.

Nanochimie-Découvrez les processus chimiques essentiels qui permettent la synthèse de matériaux et de structures à l'échelle nanométrique dans les technologies basées sur l'ADN.

Nanolithographie-Examinez les méthodes et les outils utilisés pour modeler les matériaux à l'échelle nanométrique, essentiels à la précision de l'origami de l'ADN.

Nanolithographie Dippen-Explorez cette technique avancée qui permet le dépôt précis de matériaux moléculaires à l'échelle nanométrique.

Nanolithographie plasmonique-Apprenez comment les effets plasmoniques sont exploités pour améliorer les techniques lithographiques permettant de créer des nanostructures complexes.

Nanocapteur-étudiez la conception de nanocapteurs qui exploitent les technologies plasmoniques et basées sur l'ADN pour des applications de détection avancées.

Plasmon-explorez plus en détail le rôle des plasmons dans la nanotechnologie, façonnant les avancées futures dans la détection moléculaire et l'énergie.

Nanotechnologie moléculaire-découvrez comment la fabrication au niveau moléculaire promet de révolutionner la conception de nanorègles dans l'origami de l'ADN.

Spectroscopie Raman à surface améliorée-étudiez les principes et les applications de la SERS pour améliorer la détection moléculaire avec une précision à l'échelle nanométrique.

• Langue: Français
• Éditeur: Un Milliard De Personnes Informées [French]
• Date de sortie: 10 mars 2025

Aperçu du livre

Chapitre 1 :Nanorègle

Une nanorègle est un outil ou une technologie qui est utilisé dans le sous-domaine de la « nanométrologie » pour obtenir un contrôle et des mesures précis à l'échelle nanométrique (c'est-à-dire nanomètre, qui est un milliard de fois plus petit qu'un mètre). Dans le but de déterminer les distances, des mesures de proportions extrêmement infimes nécessitent des processus plus difficiles, tels que la modification des caractéristiques de la lumière (plasmonique) ou de l'ADN. À l'échelle nanométrique, les matériaux et les gadgets présentent des caractéristiques distinctes de celles des systèmes plus grands, ce qui peut avoir un impact considérable sur leur comportement. Les mesures à l'échelle nanométrique deviennent de plus en plus importantes dans des industries telles que l'électronique, la médecine et la biotechnologie, où des améliorations sont apportées en modifiant la matière aux niveaux atomique et moléculaire. 

La lithographie interférentielle par faisceau à balayage (SBIL) est une technologie qui a été utilisée par le Massachusetts Institute of Technology afin d'atteindre une précision inégalée dans le développement de la nanorègle, qui est un autre outil inventé par l'institut. Le directeur du projet, Mark L. Schattenburg, l'a lancé dans le but d'aider le secteur des semi-conducteurs. En effet, les semi-conducteurs sont nécessaires dans des dispositifs tels que les puces informatiques, dont les composants sont de taille nanométrique. Pour cette raison, il est essentiel de disposer d'un outil capable d'une précision à l'échelle nanométrique. Le laboratoire de nanotechnologie spatiale de l'Institut Kavli d'astrophysique et de recherche spatiale du Massachusetts Institute of Technology a été responsable du développement de la Nanoruler.

La résonance plasmonique de surface, souvent connue sous le nom de SPR, est un phénomène qui se produit lorsque les électrons libres des métaux vibrent lorsqu'ils sont irradiés par la lumière d'une longueur d'onde particulière (couleur) à un angle spécifié. Une telle oscillation est analogue aux ondulations qui se produisent lorsqu'un caillou est lancé dans un plan d'eau d'eau. Lorsqu'il s'agit de nanoparticules métalliques, ou de métaux à l'échelle nanométrique, le terme « résonance plasmonique de surface localisée » (LSPR) est utilisé pour décrire une région concentrée de résonance plasmonique de surface (SPR) qui permet une étude plus détaillée. En fonction de la taille et de la géométrie de la nanoparticule, chaque nanoparticule aura son propre LSPR qui est complètement unique. L'interaction des LSPR de nombreuses nanoparticules qui sont rassemblées à des distances nanométriques entraîne des modifications des propriétés optiques des nanoparticules. En plus d'être extrêmement sensibles, les LSPR sont susceptibles d'être affectés par un large éventail de paramètres, tels que le couplage plasmonique, le milieu diélectrique qui les entoure ou les distances. Dans le but de déterminer les mesures, les scientifiques observent ces effets, puis évaluent les données, qui prennent souvent la forme de décalages de longueur d'onde et de changements dans l'indice de réfraction.

Les résonances de Fano, qui sont des courbes de lignes asymétriques résultant de l'interférence de nombreuses ondes électromagnétiques, sont utilisées par certaines nanorègles. Ces résonances se retrouvent souvent à des distances de séparation particulières, comme celles qui existent entre des nanostructures faites d'or (Au). D'une manière comparable à celle des LSPR, les résonances de Fano sont utilisées à des fins de mesure en raison de leur sensibilité extrêmement élevée aux changements, tels que les distances. Cela permet d'effectuer des mesures précises dans des séparations extrêmement infimes à des fins d'analyse. Un phénomène optique non linéaire connu sous le nom de génération de seconde harmonique (SHG), dans lequel deux photons de la même fréquence se combinent pour former un seul photon à deux fois la fréquence, est exploité dans certaines applications pour soutenir les résonances de Fano dans le but d'effectuer des mesures non linéaires. Plus précisément, certaines nanostructures, telles qu'un nanodolmen d'or composé de trois nanotiges d'or, ont le potentiel d'afficher des réponses SHG robustes et d'entraîner des modèles d'émission particuliers. L'utilisation de cette approche a permis de déterminer avec précision des structures macromoléculaires complexes en trois