Photonic micro- and nanostructures

Photonic micro- and nanostructures provide the opportunity to
manipulate photons within small volumes for biophotonic applications11–
15. Photonic crystals, first proposed in the 1980s, can be
useful for controlling the density of photon states by creating
a medium with artificially designed periodic structures16.
Biocompatible photonic crystals can extend the utility of these structures
to applications such as reflection-based or label-free biosensing17,18.
In the context of this work, previous reports focusing on
the mechanical properties of silk have demonstrated silk monoliths
with porous nanoscale inverse structures at scales appropriate for
photonic applications19. Here, we bring together silk and photonic
crystals and report the manufacture of robust, free-standing,
three-dimensional photonic crystals with different lattice constants
and a structure in the form of an inverse opal entirely composed
of silk fibroin (a silk inverse opal, SIO). Theoretical calculations
are paired with experimental characterization of the spectral
responses of the device and reveal the existence of a pseudo-photonic
bandgap (pPBG) in the visible spectral range. Tuning of the colorimetric
response is shown by immersing the SIOs in a liquid, and
their potential use as a chemical-free contrast agent is demonstrated
by embedding the SIO within scattering biological tissue in vitro. In
addition, by mixing gold nanoparticles into the silk solution, we
show the simple fabrication of functionalized SIOs and demonstrate
photonic crystal-enhanced absorption and associated patterned
laser heating

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

โทนิคไมโคร - nanostructures ให้โอกาสจัดการกับโฟตอนภายในไดรฟ์ข้อมูลขนาดเล็กสำหรับโฟ applications11 –15. โทนิคผลึก การนำเสนอครั้งแรก ในทศวรรษ 1980 สามารถมีประโยชน์สำหรับการควบคุมความหนาแน่นของอเมริกาโฟตอนโดยสร้างสื่อกับ structures16 เทียมออกเป็นครั้งคราวผลึกโทนิคชีวภาพสามารถขยายโปรแกรมอรรถประโยชน์ของโครงสร้างเหล่านี้การใช้งานเช่น การสะท้อน หรือป้ายชื่อฟรี biosensing17, 18ในบริบทของการรายงานทำงาน ก่อนหน้านี้เน้นคุณสมบัติทางกลของไหมได้แสดงให้เห็นเสาไหมมีโครงสร้างรูพรุน nanoscale ผกผันที่เครื่องชั่งที่เหมาะสมสำหรับapplications19 โทนิค ที่นี่ เรารวบรวมผ้าไหม และโทนิคผลึกและรายงานการผลิตทนทาน ลอย ตัวสามมิติโทนิคผลึก มีค่าคงที่ต่าง ๆ ตาข่ายและโครงสร้างในรูปแบบของโอปอลผกผันทั้งหมดประกอบด้วยของไหม fibroin (เป็นไหมผกผันโอปอล ยืนยันตัว้) การคำนวณทางทฤษฎีจับคู่กับสิงทดลองสเปกตรัมที่การตอบสนองของอุปกรณ์และเปิดเผยการดำรงอยู่ของการหลอกโทนิคbandgap (pPBG) ในช่วงสเปกตรัมมองเห็นได้ ปรับแต่งของการเทียบเคียงแสดงการตอบสนอง โดยแช่ SIOs ในของเหลว และใช้ศักยภาพของพวกเขาเป็นตัวแทนของความคมชัดไร้สารเคมีที่จะแสดงให้เห็นโดยฝังยืนยันตัว้ภายในโปรยทางชีวภาพเนื้อเยื่อในหลอดทดลอง ในนอกจากนี้ การผสมทองเก็บกักลงในโซลูชันไหม เราแสดงการผลิตที่เรียบง่ายของ SIOs ปรับหมู่ฟังก์ชั่น และแสดงให้เห็นถึงการดูดซึมเพิ่มคริสตัลโทนิค และลวดลายที่เกี่ยวข้องเลเซอร์เครื่องทำความร้อน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ไมโครโทนิคและโครงสร้างนาโนให้โอกาสในการ
จัดการกับโฟตอนที่อยู่ในไดรฟ์ขนาดเล็กสำหรับ biophotonic applications11-
15 ผลึกโทนิคเสนอครั้งแรกในปี 1980 จะมี
ประโยชน์ในการควบคุมความหนาแน่นของรัฐที่โฟตอนโดยการสร้าง
ขนาดกลางที่มีการออกแบบเทียม structures16 เป็นระยะ.
โทนิคคริสตัล Biocompatible สามารถขยายสาธารณูปโภคของโครงสร้างเหล่านี้
เพื่อการใช้งานเช่นการสะท้อนหรือฉลากฟรี biosensing17,18.
ในบริบทของงานนี้ที่รายงานก่อนหน้านี้มุ่งเน้นไปที่
คุณสมบัติทางกลของผ้าไหมที่ได้แสดงให้เห็นเสาหินผ้าไหม
ที่มีรูพรุนโครงสร้างระดับนาโนผกผันในระดับที่เหมาะสมสำหรับ
applications19 โทนิค ที่นี่เรานำมารวมกันไหมและโทนิค
คริสตัลและรายงานการผลิตที่แข็งแกร่งยืนฟรีที่
โทนิคคริสตัลสามมิติที่มีค่าคงที่ตาข่ายที่แตกต่างกัน
และโครงสร้างในรูปแบบของโอปอลผกผันประกอบด้วยสิ้นเชิง
ของไฟโบรอินไหม (โอปอลผ้าไหมผกผัน SIO) ทฤษฎีการคำนวณ
จะจับคู่กับลักษณะการทดลองของสเปกตรัม
การตอบสนองของอุปกรณ์และเผยให้เห็นการดำรงอยู่ของหลอกโทนิค
bandgap (pPBG) ในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ การปรับแต่งสีของ
การตอบสนองจะปรากฏโดยแช่ Sios ในของเหลวและ
ใช้ศักยภาพของพวกเขาเป็นที่ปลอดสารเคมีตัวแทนความคมชัดจะแสดงให้เห็น
โดยการฝัง SIO ภายในกระเจิงเนื้อเยื่อชีวภาพในหลอดทดลอง ใน
นอกจากนี้โดยการผสมอนุภาคนาโนทองคำลงในสารละลายไหมเรา
แสดงการประดิษฐ์ที่เรียบง่ายของฟังก์ชัน Sios และแสดงให้เห็นถึง
การดูดซึมคริสตัลเพิ่มโทนิคและเกี่ยวข้องลวดลาย
ร้อนเลเซอร์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ไมโคร - นาโนโฟโตนิกส์และให้ โอกาสที่จะจัดการภายในปริมาณโฟตอนขนาดเล็กสำหรับ biophotonic applications11 จำกัด15 . ผลึกโฟโตนิกส์ ก่อนเสนอใน 1980 , สามารถมีประโยชน์ในการควบคุมความหนาแน่นของโฟตอน สหรัฐอเมริกา โดยการสร้างสื่อกับเทียมออกแบบมาเป็นระยะ structures16 .ผลึกโฟโตนิกส์ทางชีวภาพสามารถขยายประโยชน์จากโครงสร้างเหล่านี้เพื่อการใช้งาน เช่น แสงสะท้อนจาก biosensing17,18 หรือฉลากฟรีในบริบทของงานนี้ รายงานก่อนหน้านี้ เน้นสมบัติเชิงกลของผ้าไหมผ้าไหมได้แสดงให้เห็นระนาบที่มีรูพรุนในระดับที่เหมาะสมสำหรับโครงสร้างนาโนสเกลผกผันโฟโตนิกส์ applications19 . ที่นี่เรารวบรวมผ้าไหมและโฟโตนิกส์ผลึกและรายงานการผลิตที่แข็งแกร่งที่สุดสามมิติขัดแตะผลึกโฟโตนิกส์กับค่าคงที่ต่าง ๆและโครงสร้างในรูปแบบของการผกผันโอปอลทั้งหมดประกอบด้วยของไฟโบรอินไหม ( ไหมผกผันโอปอล , SiO ) การคํานวณเชิงทฤษฎีจะมาคู่กับการทดลองของสเปกตรัมการตอบสนองของอุปกรณ์และเปิดเผยตัวตนของเทียมโฟโตนิกส์bandgap ( ppbg ) ในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็น 7.4 การปรับแต่งของการตอบสนองที่แสดงรายละเอียดโดยแช่ในของเหลว และใช้ศักยภาพของพวกเขาเป็นเคมีฟรีตัวแทนแสดงให้เห็นชัดโดยการฝัง SiO ภายในกระจายชีวภาพเนื้อเยื่อในหลอดทดลอง . ในนอกจากนี้ โดยการผสมอนุภาคนาโนทองคำลงไหม โซลูชั่น เราแสดงงานง่ายๆที่มีรายละเอียดและสาธิตโฟโตนิกส์คริสตัลเพิ่มการดูดซึมที่ลวดลายเครื่องเลเซอร์