Molecular association in solution controlled by photon pressure of a focused laser beam

溶液中的分子缔合由聚焦激光束的光子压力控制

基本信息

  • 批准号:
    09304067
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 21.63万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have studied a new phenomenon induced by photon pressure due to a focused near infrared laser beam; a single μm-sized particle is formed by trapping nm colloid particles such as polymer, ultramicroparticle, and micelles. This laser manipulation can be extended to form molecular assembly structure under a novel perturbation of photon pressure. By investigating various colloid particles with laser trapping-spectroscopy methods, the following interesting results have been obtained. Photon pressure of a focused beam overcomes electrostatical repulsion between charged polymer micelles. The minimum size of colloid which can be trapped by the focused laser beam is determined to be 12 nm, while molecular polarizability was demonstrated to be a responsible parameter. Chemical and optical mechanism can explain well gathering of nm colloid particles and the following formation of a μm-sized particle. The formed microparticle has a shape like a rugby ball, around which temperature gradient is produced by efficient photothermal conversion in water molecules. The trapped microparticles disappear when the focused laser beam is switched off, so that we have proposed a new method to fix it on polymer substrate by nanosecond UV-laser induced transient melting.
我们研究了由于聚焦在感染激光束附近的聚光压力引起的新现象。通过捕获NM胶体颗粒(例如聚合物,超粒子和胶束)来形成单个μm大小的粒子。在新的光子压力扰动下,这种激光操作可以扩展到形成分子组件结构。通过使用激光捕获光谱法研究各种胶体颗粒,已经获得了以下有趣的结果。聚焦梁的光子压力克服了带电聚合物胶束之间的静电排斥。可以被聚焦激光束捕获的最小尺寸确定为12 nm,而分子极化率证明是负责任的参数。化学和光学机制可以解释NM粒子颗粒的良好收集以及以下μM大小粒子的形成。形成的微粒具有像橄榄球一样的形状,在水分子中有效的光热转化产生了温度梯度。当关闭聚焦激光束时,捕获的微粒消失,因此我们提出了一种新方法,将其通过纳秒紫外线诱导的瞬态熔融固定在聚合物底物上。

项目成果

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专利数量(0)
Keiji Sasaki, Mitsuru Tsukima, Hiroshi Masuhara: "Three-dimensional potential analysis of radiation pressure exerted on a single microparticle" Appl.Phys.Lett.71・1. 37-39 (1997)
佐佐木敬二、月间充、增原浩:“施加在单个微粒上的辐射压力的三维势能分析”Appl.Phys.Lett.71・1(1997)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H. Masuhara, F. C. De Schryver: "Organic Mesoscopic Chemistry"Blackwell Science.
H. Masuhara、F. C. De Schryver:“有机介观化学”Blackwell Science。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Masuhara, F.C.De Schryver 編著: "Organic Mesoscopic Chemistry"Blackwell Science. 260 (1999)
H.Masuhara,F.C.De Schryver(编辑):“有机介观化学”Blackwell Science 260(1999)。
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  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Jun-ichi Hotta,Keiji Sasaki,Hiroshi Masuhara,and Yotaro Morishima: "Laser-Controlled Assembling of Repulsive Unimolecular Micelles in Aqueous Solution" J.Phys.Chem.B. 102,40. 7687-7690 (1998)
Jun-ichi Hotta、Keiji Sasaki、Hiroshi Masuhara 和 Yotaro Morishima:“水溶液中排斥性单分子胶束的激光控制组装”J.Phys.Chem.B。
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