احمد رضا مطلق
عضو جدید
پدیده ی فعالیت نوری که قابلیت چرخیدن وضعیت قطبیدگی نورمیباشد، یک اثر بنیادی الکترودینامیک است که به طور مرسوم به عدم تقارن آینه ای (خصلت کایرالی) مولکولهای آلی، پروتئین ها و ساختارهای معدنی مربوط میشود.
این اثر اهمیت زیادی برای شیمی تجزیه، بلورشناسی، بیولوژی مولکولی و صنعت غذایی دارد و هم چنین اثری مشخص است که برای ردیابی و یافتن اشکال زندگی در ماموریتهای فضایی به کار میرود.
شناسایی خصلت کایرالی به عنوان یک انکسار منفی نور منبع (منشا) که برای ایجاد یک لنز کامل مورد نیاز است کاری جدی و پشتکارانه را در گسترش مایکروویو و متا مواد کایرال نوری مصنوعی (به ما) القا کرد.
در این مقاله ما نتایج تاحدی شگفت انگیزی را نشان می دهیم (و آن اینکه) ممکن است فعالیتهای خیلی قوی نوری در یک سیستم متامواد متشکل از متامولکولها دیده شوند که به خودی خود کایرال نیستند.
اینجا کایرالیته از جهت متقابل مسیر انتشار موج و متا مواد دو بعدی کشیده شده است .
ما مفهوم فعالیت نوری با استفاده از یک ساختار متامواد مسطح غیر کایرال که به روش مصنوعی ایجاد شده را شرح می دهیم و نشان می دهیم که این فعالیت نوری به طور غیر قابل تشخیصی ازآنچه که برای سیستمهای مولکولی سه بعدی کایرال آشکار کننده ی شکست مضاعف تشدید شده و دورنگی برای امواج الکترومغناطیسی به طور مدور قطبیده دیده شده، رفتار می کند. فعالیت نوری تشدید شده ی قوی مشاهده شده که با ظهور یک موج معکوس، که ویژگی واسطه ی منفی شاخص است همراه شده است.
فعالیت نوری برای اولین بار در 1811 توسط دومینیکو اراگو (Arago (Dominique دیده شد و از آن زمان به بعد، به وسیله ی (از طریق) کوششهای چندین نسل از محققان به مولکولهای کاملا سه بعدی شناخته شده بعنوان دارای خصلت کایرالی پیوند خورد؛ کایرالیته یک ساختار مولکولی مانند یک مارپیچ است که برای آن تصاویر آینه ای نامتجانس دارای عدم تقارن کافی برای نشان دادن چرخش قطبیدگی (فعالیت نوری) میباشند.
اثر فعالیت نوری با پدیده ی دورنگی دایره ای برای نمونه جذب تفکیکی برای قطبیدگی
دایره ای چپ و راست، پیوند دارد .
تلاش اخیر در ایجاد مصنوعی متا مواد فعال نوری که برای دست یافتن به فعالیت نوری قوی، مورد نظر واقع شده است، بر روی انواع مختلف آرایه های کایرال سه بعدی متا مولکولها متمرکز شد.
عمدتا کمتر تایید شده است که زمانی فعالیت نوری می تواند دیده شود که
مولکولهای غیر کایرال جهت دار یک کایرال سه تایی در جهت بردار موجی نور می سازند.
این شیوه فعالیت نوری اولین بار توسط Bunn توضیح داده شد و درکریستالهای مایع مورد ردیابی قرار گرفت.
شکل 1 : متامواد شکافدار مسطح مبنی بر آرایه ای از حلقه های شکاف بدون تقارن که فعالیت نوری و دورنگی دایره ای در تابش مایل نور را نشان می دهد. جهت عدم تقارن با یک بردار قطبی s نمایش داده شده است (از کمان بلند به کمان کوتاه جهت دارد). فعالیت نوری زمانی دیده می شود که صفحه ی متامواد پیرامون محور x منحرف شده است. بنابراین نمونه ی معمول n در زاویه ای α≠0 با بردار موج موج فرودی k قرار دارد. وضعیت I و II دو ترتیب انانتیومتری هستند که فعالیت نوری علامتهای مخالف را نشان می دهند. وضعیت III متناظر با تابش معمولی هیچ فعالیت نوری را نشان نمی دهد.
اینجا ما نشان می دهیم که این یک شیوه پر اهمیت فعالیت نوری در متا موادی است که
می توانند بعنوان ساختارهای ذاتا مسطح که نه خصلت کایرالی دو بعدی دارند نه خصلت کایرالی سه بعدی و برای ساختن نسبت به متا مواد مبنی بر آرایه های متامولکولی کایرال سه بعدی ساده تر هستند، دیده شوند.
ما بحث کردیم که برای نشان دادن فعالیت نوری، متا مولکولهای یک ساختار متامواد مسطح می توانند یک خط تقارن آینه ای داشته باشند، اما بایستی فاقد یک مرکز وارونه سازی باشند. آنها باید یک جهت قطبی s (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است) داشته باشند.
شکل 2 : یک قطعه از متامواد شکافدار مسطح ساختگی درفیلم ضخیم آلومینیوم عکسبرداری شده در برابر یک زمینه ی نور. برش سایه روشن مربع ساختمان اصلی بلوک دوبعدی متناوب ساختار متامواد را نشان می دهد. نوار در قسمت پایین عکس طول موج λ تابش در قطبش تشدید شده ای که مشاهده شده بود را نشان می دهد.
این اثر اهمیت زیادی برای شیمی تجزیه، بلورشناسی، بیولوژی مولکولی و صنعت غذایی دارد و هم چنین اثری مشخص است که برای ردیابی و یافتن اشکال زندگی در ماموریتهای فضایی به کار میرود.
شناسایی خصلت کایرالی به عنوان یک انکسار منفی نور منبع (منشا) که برای ایجاد یک لنز کامل مورد نیاز است کاری جدی و پشتکارانه را در گسترش مایکروویو و متا مواد کایرال نوری مصنوعی (به ما) القا کرد.
در این مقاله ما نتایج تاحدی شگفت انگیزی را نشان می دهیم (و آن اینکه) ممکن است فعالیتهای خیلی قوی نوری در یک سیستم متامواد متشکل از متامولکولها دیده شوند که به خودی خود کایرال نیستند.
اینجا کایرالیته از جهت متقابل مسیر انتشار موج و متا مواد دو بعدی کشیده شده است .
ما مفهوم فعالیت نوری با استفاده از یک ساختار متامواد مسطح غیر کایرال که به روش مصنوعی ایجاد شده را شرح می دهیم و نشان می دهیم که این فعالیت نوری به طور غیر قابل تشخیصی ازآنچه که برای سیستمهای مولکولی سه بعدی کایرال آشکار کننده ی شکست مضاعف تشدید شده و دورنگی برای امواج الکترومغناطیسی به طور مدور قطبیده دیده شده، رفتار می کند. فعالیت نوری تشدید شده ی قوی مشاهده شده که با ظهور یک موج معکوس، که ویژگی واسطه ی منفی شاخص است همراه شده است.
فعالیت نوری برای اولین بار در 1811 توسط دومینیکو اراگو (Arago (Dominique دیده شد و از آن زمان به بعد، به وسیله ی (از طریق) کوششهای چندین نسل از محققان به مولکولهای کاملا سه بعدی شناخته شده بعنوان دارای خصلت کایرالی پیوند خورد؛ کایرالیته یک ساختار مولکولی مانند یک مارپیچ است که برای آن تصاویر آینه ای نامتجانس دارای عدم تقارن کافی برای نشان دادن چرخش قطبیدگی (فعالیت نوری) میباشند.
اثر فعالیت نوری با پدیده ی دورنگی دایره ای برای نمونه جذب تفکیکی برای قطبیدگی
دایره ای چپ و راست، پیوند دارد .
تلاش اخیر در ایجاد مصنوعی متا مواد فعال نوری که برای دست یافتن به فعالیت نوری قوی، مورد نظر واقع شده است، بر روی انواع مختلف آرایه های کایرال سه بعدی متا مولکولها متمرکز شد.
عمدتا کمتر تایید شده است که زمانی فعالیت نوری می تواند دیده شود که
مولکولهای غیر کایرال جهت دار یک کایرال سه تایی در جهت بردار موجی نور می سازند.
این شیوه فعالیت نوری اولین بار توسط Bunn توضیح داده شد و درکریستالهای مایع مورد ردیابی قرار گرفت.
شکل 1 : متامواد شکافدار مسطح مبنی بر آرایه ای از حلقه های شکاف بدون تقارن که فعالیت نوری و دورنگی دایره ای در تابش مایل نور را نشان می دهد. جهت عدم تقارن با یک بردار قطبی s نمایش داده شده است (از کمان بلند به کمان کوتاه جهت دارد). فعالیت نوری زمانی دیده می شود که صفحه ی متامواد پیرامون محور x منحرف شده است. بنابراین نمونه ی معمول n در زاویه ای α≠0 با بردار موج موج فرودی k قرار دارد. وضعیت I و II دو ترتیب انانتیومتری هستند که فعالیت نوری علامتهای مخالف را نشان می دهند. وضعیت III متناظر با تابش معمولی هیچ فعالیت نوری را نشان نمی دهد.
اینجا ما نشان می دهیم که این یک شیوه پر اهمیت فعالیت نوری در متا موادی است که
می توانند بعنوان ساختارهای ذاتا مسطح که نه خصلت کایرالی دو بعدی دارند نه خصلت کایرالی سه بعدی و برای ساختن نسبت به متا مواد مبنی بر آرایه های متامولکولی کایرال سه بعدی ساده تر هستند، دیده شوند.
ما بحث کردیم که برای نشان دادن فعالیت نوری، متا مولکولهای یک ساختار متامواد مسطح می توانند یک خط تقارن آینه ای داشته باشند، اما بایستی فاقد یک مرکز وارونه سازی باشند. آنها باید یک جهت قطبی s (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است) داشته باشند.
شکل 2 : یک قطعه از متامواد شکافدار مسطح ساختگی درفیلم ضخیم آلومینیوم عکسبرداری شده در برابر یک زمینه ی نور. برش سایه روشن مربع ساختمان اصلی بلوک دوبعدی متناوب ساختار متامواد را نشان می دهد. نوار در قسمت پایین عکس طول موج λ تابش در قطبش تشدید شده ای که مشاهده شده بود را نشان می دهد.