Οι επιστήμονες κατάφεραν να περιστρέψουν μικροσκοπικά αντικείμενα με δέσμες Laser

Από σελίδα του Yahoo!news 4-Μαϊου-2001

Αντικείμενα όπως τα χρωματοσώματα και οι πρωτεΐνες είναι πάρα πολύ μικρά για να τα πιάσουμε ή να τα αναστρέψουμε χρησιμοποιώντας τα δάχτυλά μας. Μια ομάδα όμως Σκώτων ερευνητών, αναφέρει το τελευταίο τεύχος του περιοδικού Science, δήλωσε ότι μπορούμε να μετακινήσουμε παρόμοια μικροσκοπικά σωματίδια χρησιμοποιώντας δέσμες Laser.

Η ιδέα για παρόμοιες οπτικές λαβίδες δεν είναι νέα: ένα σωματίδιο μπορεί να παγιδευτεί στην πορεία μιας δέσμης φωτός καθώς μέρος της δέσμης του φωτός διαθλάται από το αντικείμενο, και αλλάζοντας έτσι τόσο την ορμή του φωτός όσο και την ορμή του αντικειμένου. Αυτή η αλλαγή θα καθοδηγήσει το σωματίδιο στην περιοχή της δέσμης όπου το φως έχει την μεγαλύτερη ένταση και θα το συγκρατήσει εκεί. Ήδη χρησιμοποιείται για την εισαγωγή μεμονωμένων γονιδίων σε κύτταρα

Το καινούργιο όμως στοιχείο της παρούσας έρευνας είναι η χρήση των οπτικών λαβίδων για να περιστρέφει τα αντικείμενα.
Για να το πετύχουν αυτό οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο ειδικές δέσμες Laser που συνδυάστηκαν για να σχηματίσουν ένα ελικοειδές σχήμα. Αυτό το ελικοειδές σχήμα είναι προϊόν συμβολής του φωτός. Σχηματίζεται στα σημεία όπου τα δύο κύματα του φωτός φτάνουν συμφασικά και ενισχύει το ένα το άλλο ενώ στα σημεία όπου φτάνουν με αντίθετες φάσεις το ένα εκμηδενίζει το άλλο.
Καθώς ένα μέρος της ακτινοβολίας που προσπίπτει στο αντικείμενο διαθλάται (αλλάζει κατεύθυνση), το αντικείμενο αρχίζει να κινείται προς το σημείο όπου η ένταση του φωτός είναι ισχυρότερη, ωθούμενο από την ορμή των φωτονίων.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη συσκευή για να μετακινήσουν και να περιστρέψουν γυάλινες χάντρες με διάμετρο ένα μικρόμετρο (μια ανθρώπινη τρίχα έχει πάχος περίπου 200 μικρόμετρα), καθώς και χρωμοσώματα που είχαν απομονώσει από χάμστερ.

« Η ομορφιά της τεχνικής μας έγκειται στο ότι μπορούμε να καθορίσουμε πόσο μακριά επιθυμούμε να προχωρήσει αυτή η έλικα και με ποια ταχύτητα » λέει ο Kishan Dholakia επικεφαλής της ερευνητικής ομάδαςτου Πανεπιστημίου St. Andrews, και συνεχίζει «Η τεχνική μας θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε κινητήρες, μίξερ, φυγόκεντρους και άλλα περιστρεφόμενα εξαρτήματα στις μικροσκοπικές αυτόματες μηχανές του μέλλοντος»

Ως αποτέλεσμα οι επιστήμονες μπορούν να ελέγξουν πιο αποτελεσματικά και με μεγαλύτερη ελευθερία την περιστροφή των χρωμοσωμάτων, των ενζύμων και άλλων μικροσκοπικών σωματιδίων. Ο Kishan Dholakia προσθέτει ότι η τεχνική αυτή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να κινήσει κινητήρες, mixers, φυγοκεντριστές και άλλα περιστρεφόμενα μέρη σε φτηνές, μικροσκοπικές τεχνολογίες του μέλλοντος.

Η νέα μέθοδος αναμένεται να αξιοποιηθεί στη βιολογική έρευνα, αφού προσφέρει τη δυνατότητα στους ερευνητές να μετακινούν μόρια DNA ή άλλες δομές μέσα σε ζωντανά κύτταρα. Μάλιστα, δεν αποκλείεται ανάλογες συσκευές μικροχειρισμού να επιτρέψουν στο μέλλον την κατασκευή ηλεκτρονικών τσιπ - χημικών εργαστηρίων (labs-on-chips), τα οποία θα αναλύουν βιολογικά δείγματα με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα σε σχέση με τις σημερινές τεχνικές.