อนุภาคขนาดเล็กสามารถส่องทางไปสู่การทดสอบมะเร็ง เซ็กซี่บาคาร่า ที่ดีขึ้นหรือยาที่มีผลข้างเคียงน้อยลงในการเลือกเป้าหมายการวิจัยของเธอ เจนนิเฟอร์ ดิออนวาดภาพการสนทนากับหลานๆ ที่เป็นสมมุติฐาน ในอีก 50 ปีข้างหน้า เธออยากจะบอกอะไรพวกเขาว่าเธอทำสำเร็จแล้ว? จากนั้น เพื่อกำหนดเส้นทางสู่อนาคต “ฉันทำงานย้อนหลังเพื่อหาว่าเหตุการณ์สำคัญระหว่างทางคืออะไร” เธอกล่าว
วิสัยทัศน์ระยะยาวดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุอายุ 35 ปีพยายามต่อสู้กับแสงและโน้มน้าวใจให้ทำตามคำสั่งของเธอในการมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคนาโนและวัสดุต่างๆ แล้ว Dionne ได้สร้างวัสดุนาโนใหม่ที่นำแสงในลักษณะที่สารธรรมชาติเป็นไปไม่ได้ โครงการใหม่ของเธอในที่สุดอาจนำไปสู่เทคโนโลยีที่ใช้แสงในการปรับปรุงยาหรือเพื่อสร้างการทดสอบใหม่เพื่อค้นหาเซลล์มะเร็ง มีแม้กระทั่งการใช้พลังงานหมุนเวียน เช่น การออกแบบวัสดุที่ช่วยให้เซลล์แสงอาทิตย์ดูดซับแสงได้มากขึ้น
แต่เส้นทางสู่วิสัยทัศน์ทางวิทยาศาสตร์อาจไม่ชัดเจนเสมอไป
ดังนั้น Dionne จึงจัดเวลาสำหรับการเบี่ยงเบนความสนใจ “การค้นพบที่น่าทึ่งจริงๆ มากมายที่เราเพลิดเพลินในวันนี้มาจากการเล่นในห้องแล็บ” เธอกล่าว ดิออนสนับสนุนให้ทีมของเธอให้ความคิดสร้างสรรค์เป็นแนวทาง โดยผสมผสานจุดมุ่งหมายที่จริงจังกับการเล่น
“เธอเป็นคนที่อยากรู้อยากเห็นมาก ดังนั้นเธอจึงเรียนรู้สิ่งใหม่อยู่เสมอ” Paul Alivisatos รองอธิการบดีฝ่ายวิจัยของ University of California, Berkeley ผู้ให้คำปรึกษา Dionne เมื่อเธอเป็น postdoc ที่นั่นกล่าว นอกจากนี้ “เธอเป็นนักคิดที่ลึกซึ้งและเฉียบขาดอย่างยิ่ง”
Dionne ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด กำลังศึกษาเกี่ยวกับนาโนโฟโตนิกส์ วิธีที่แสงทำปฏิกิริยากับสสารในระดับที่เล็กมาก เธอนึกถึงแสงและวัสดุต่างๆ ในวัยเด็ก เมื่อตอนที่เธอหลงใหลในผีเสื้อมอร์โฟสีน้ำเงิน
ปีกของแมลงนั้นมีสีฟ้าซึ่งไม่ได้มาจากเม็ดสี เช่นเดียวกับสีส่วนใหญ่ที่พบในสิ่งมีชีวิต แต่มาจากโครงสร้างนาโนเล็กๆ บนพื้นผิวปีก ( SN: 6/7/08, p. 26 ) เมื่อแสงสะท้อนจากโครงสร้าง ความยาวคลื่นสีน้ำเงินจะถูกขยาย ส่วนความยาวคลื่นที่สอดคล้องกับสีอื่นๆ จะถูกยกเลิก
ความสนใจในกลอุบายของแสงในช่วงแรกนั้นทำให้ Dionne เริ่มใช้เป็นเครื่องมือในช่วงบัณฑิตวิทยาลัยที่ Caltech และหลังปริญญาเอกของเธอที่ UC Berkeley Alivisatos พูดว่า “เธอทำงานที่สวยงามมาโดยตลอด”
ที่ Caltech Dionne และเพื่อนร่วมงานได้สร้างวัสดุเกี่ยวกับการมองเห็นที่แปลกประหลาดซึ่งแสงจะโค้งไปข้างหลัง เมื่อแสงส่องผ่านจากวัสดุหนึ่งไปยังอีกวัสดุหนึ่ง เช่น จากอากาศสู่น้ำ รังสีจะเบี่ยงเบนเนื่องจากคุณสมบัติที่เรียกว่าดัชนีการหักเหของแสง (นั่นเป็นสาเหตุที่หลอดแก้วดูเหมือนจะหักที่ผิวน้ำ) ในวัสดุธรรมชาติ แสงจะโค้งงอไปในทิศทางเดียวกันเสมอ แต่กฎนั้นกลับกลายเป็นว่าวัสดุนาโนแบบลูกคี่ที่มีดัชนีหักเหเป็นลบ
เนื้อหาของ Dionne ที่รายงานในScienceในปี 2007
เป็นครั้งแรกที่ทำงานกับแสงที่มองเห็นได้ ( SN: 3/24/07, p. 180 ) เนื่องจากพวกมันสามารถบังคับแสงรอบ ๆ วัตถุเพื่อซ่อนวัตถุจากการมองเห็น วัสดุดังกล่าวจึงสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างเสื้อคลุมล่องหนรุ่นพื้นฐาน — แม้ว่าความพยายามทั้งหมดจะห่างไกลจากเวอร์ชั่นของ Harry Potter ตอนนี้ Dionne กำลังทำงานใน “หนังปลาหมึก” ที่มีดัชนีการหักเหของแสงที่ปรับได้ ซึ่งจะเลียนแบบรูปแบบการพรางตัวที่ขยับไปมาของปลาหมึกล่องหน
จุดโฟกัสอีกจุดหนึ่งของการวิจัยของ Dionne คือการควบคุมแสงเพื่อแยกส่วนผสมของโมเลกุลภาพสะท้อนในกระจกเงา โมเลกุลเหล่านี้ในรูปแบบทางขวาและทางซ้ายเป็นภาพสะท้อนที่สมบูรณ์แบบของกันและกัน เช่น มือขวาและมือซ้ายของบุคคล ทั้งสองประเภทมีความคล้ายคลึงกันมากจนนักวิทยาศาสตร์พยายามแยกออกซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหากับผู้ผลิตยาได้ ในยา โมเลกุลเหล่านี้สามารถเป็นแบบสองหน้า อย่างใดอย่างหนึ่งอาจบรรเทาอาการปวดในขณะที่อีกสาเหตุหนึ่งทำให้เกิดผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์
เพื่อแยกโมเลกุลและภาพสะท้อนในกระจก Dionne กำลังพัฒนาเทคนิคที่ใช้แสงโพลาไรซ์แบบวงกลม ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่หมุนวนของแสงจะหมุนไปตามกาลเวลา แสงดังกล่าวสามารถโต้ตอบกับโมเลกุลทางขวาและมือซ้ายต่างกันไป เช่น การแยกส่วนรุ่นหนึ่งออกจากกันโดยปล่อยให้อีกรุ่นหนึ่งไม่ได้รับบาดเจ็บ
โดยปกติผลของแสงจะอ่อนมาก แต่ในการศึกษาเชิงทฤษฎีที่ตีพิมพ์ในACS Photonicsเมื่อเดือนธันวาคมที่ผ่านมา Dionne และเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มอนุภาคนาโนลงในส่วนผสมสามารถปรับปรุงกระบวนการได้ อนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้ทำตัวเหมือนเสาอากาศที่รวมแสงไปที่โมเลกุลที่อยู่ใกล้เคียง ช่วยแยกพวกมันออกจากกัน Dionne กำลังทำงานเพื่อใช้เทคนิคนี้
เธอและเพื่อนร่วมงานได้สร้างอนุภาคนาโนที่เมื่อส่องสว่างด้วยแสงอินฟราเรด จะปล่อยแสงที่มองเห็นได้
สีของแสงนั้นจะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับว่าอนุภาคนาโนถูกบีบให้แน่นแค่ไหน เซ็กซี่บาคาร่า / ร้านอาหาร
