وصمة الكم Quantum dot

اكتشف هذا النوع من قبل " لويس أي . بروس " Louis E. Brus أما المصطلح quantum dot فقد اطلق من قبل الباحث مارك ريد Mark Red ويطلق عليها اختصاراً " QD " وهي من اشباه الموصلات وقد درسها الباحثون في الترانزسترات والخلايا الشمسية وفي صمامات الليزر الثنائية وفي التصوير الطبي ويتوافر في الوقت الحاضر نوعين منها :

Quantum wires .1

Quantum wells .2

التطبيقات

1- التجميع الفايروسي

تمت الاشارة الى قدرة الفيروسات المهندسة وراثيا على تنظيم وتجميع وصمات الكم ، حيث يمكنها التعرف على سطوح اشباه الموصلات نوعية semi conductors surfaces من خلال طريقة الانتخاب selection وذلك بعرض العاثيات التوافقية او المتوافقة combinatorial phage التراكيب البلورية السائلة لفيروسات النمط البري wild type مثل الفيروسات Fd و Ml3 وفيروس موزائيك التبغ TMV  ويمكن ان تضبط من خلال السيطرة على تركيز المحلول والقوة الايونية للمحلول والحقل المغناطيسي الخارجي للمحلول . يمكن استخدام خاية الفايروسات في التمييز النوعي لتنظيم البلورات النانوية اللاعضوية مكونة مصفوفة array مرتبة على مدار مقياس الطول المعرف بتكوين البلورات السائلة وبالاعتماد على هذه المعلومات تمكن الباحث وور وجماعته (2000) ونجح في تخليق فلم film مدعوم ذاتيا وذاتي التجميع وعلى التوجيه من العاثيات ومحلول من سابق precursos من ZnS ‏وسمح هذا النغام للباحث بإجراء تغيير او تغاير في كل من طول العاثي ونمط المواد اللاعضوية من خلال التحوير الوراثي  genetic modification والانتخاب selection .

2-  علوم الحياة biology

‏تستخدم في التحليلات البايولوجية الحديثة في الوقت الحاضر مختلف انواح الصبغات العضوية organic dyes وتفتقد هذه الصبغات الى المرونة flexibility اللازمة لمواكبة التطور الهائل الحاصل في مجال التحليلات البايولوجية وجاء الحل المطلوب عبر استخدام وصمات الكم quantum dots والتي تتفوق بشكل كبير على الصبغات العضوية التقليدية ومن مجالات التفوق هي الاشراق او السطوع (التألق) brightness (نظرا للحاصل العالي لوصمات الكم والثباتية)  بينت الدراسات ان وصمات الكم هي اكثر تألقا واشراقا 20 ‏مرة واكثر ثباتية بحدود 100 مرة من الصبغات التفلورية المستخدمة كمخبرات في التحاليل fluorescent reporters .

‏اكتسب استخدام وصمات الكم في التصوير الخلوي عالي الحساسية دورا متزايدا في العقود الاخيرة . ومن التطبيقات المهمة الأخرى لوصمات الكم ذات الصفة المهمة والخاصية الفريدة للثبات الضوئي أو الفوتوغرافي photostability لمجسات وصمات الكم في تعقب tracking الجزيئات والخلايا في الوقت الحقيقي real time للسيرورات الحيوية وعلى مدى فترات محددة من الزمن ، تمكن الباحثون من ملاحظة وصمات الكم في العقد اللمفاوية للفئران وعلى مدى 4 ‏اشهر من الزمن . واستخدمت وصمات الكم شبه الصلبة وتم توظيفها في تصوير الخلايا قيل وسمها او تعليمها labeled cellsper-. ويمكن دراسة قابلية تصوير هجرة خلية مفردة في وقتها الحقيقي والتي تعد مهمة في عدة مجالات ومنها علم الاجنة embryogenesis والسرطان cancer والانبثاث metastasis والمعالجة بالخلايا الجذعية stem cell therapeutics ومناعة الخلايا اللمفاوية lymphocyte immunology  اثبت العلماء بصورة قاطعة بأن وصمات الكم هي افضل بكثير من الطرائق الموجودة حاليا .

3- الخصائص البصرية optical properties

‏اكدت الدراسات السابقة على حقيقة انه كلما كانت الوصمات اكبر كلما كانت (أكثر احمرار) أي (اقل طاقة) من حيث طيف تفلورها وبالعكس فأنه كلما كانت الوصمات اصغر فإنها تكون أكثر طاقة (ويكون طيف تفلورها ازرق) . ويعمل الباحثون على تطوير أدوات او عدد او أجهزة لها القدرة على انبعاث الضوء . (الشكل )

(‏الشكل ) : في العام 2006 تمكن الباحثون في مختبر لوس الاموس القومي من تطوير اداة لاسلكية wireless device والتي يمكنها انتاج الضوء المرئي بفعالية وكفاءة وذلك عبر انتقال الطاقة من الطبقات الرقيقة لحفر الوصمات الى البلورات الواقعة فوق تلك الطبقات ويعتبر هذا الانجاز من الانجازات الرائعة للتقنية النانوية والتي تملك امكانات مستقبلية وعدة .

تمكن الباحثون في مختبر لوس الاموس القومي من تطوير أداة لاسلكية wireless device والتي يمكنها انتاج الضوء المرئي بفاعلية وكفاءة وذلك عبر انتقال الطاقة من الطبقات الرقيقة لحفر الوصمات الى البلورات الواقعة فوق تلك الطبقات ويعتبر هذه الانجاز من الانجازات الرائعة للتقنية النانوية والتي تملك إمكانات مستقبلية واعدة .