Işık Kontrolünde Nanoparçacık Kristal Kullanımı

DNA kullanılarak bağlanan nanoparçacıklar ile klatrat koloidal kafes yapısına sahip kristaller oluşturuldu. Yeni kristal yapılar için önemli olan bu çalışma ile ışığın kontrolü sağlanıp, talep üzerine renkleri veya desenleri değiştirebilecek materyallerin geliştirilmesi veya diğerlerinin çoğaltılması sırasında belirli dalga boylarındaki ışıkların engellenmesi sağlanabilir.

A- A+

18.04.2017 tarihli yazı 9964 kez okunmuştur.

Nanokristal Nanoteknoloji Işık Kristal Dalga Boyu DNA

Northwestern Üniversitesi ve Michigan Üniversitesi araştırmacıları tarafından tasarlanan yeni kristal yapı; nano parçacıkları belirli bir şekilde birbirine bağlayan bir dizi "akıllı yapıştırıcı" gibi davranan DNA iplikleri vasıtasıyla birbirine bağlanan nanopartikül kümelerinden oluşur. Northwestern Üniversitesi araştırmacıları, nanometrik yapıların DNA ile programlanabilir montajı üzerine çalışırken, Michigan Üniversitesi araştırmacıları, kristal yapılarda; nanoparçacıkların şekillerini bilgisayar simülasyonları ile gerçekleştirdiler. Northwestern ekibi tarafından alınan mikrograflar, (mikroskobik resimler) formları büyük oranda yapılan nano parçacıkların şekline dayanan karmaşık kristal yapılar gösterdi. Oluşturulan yapıların üçgen bipiramidal şekli, Michigan Üniversitesi ekibinin bir kuasikristal oluşturacağını tahmin ettiği şekle benzerdi.

Şekil1: Kristal yapının, bir diliminin elektron mikroskop görüntüsü (solda). Kristal yapının simülasyonundan eşleşen bir dilim (sağda)

► İlginizi Çekebilir: Işık Hızı | Evrendeki En Büyük Hız

Northwestern'in kristal yapıları, genellikle kuasikristalleri oluşturan moleküler sistemlerde ortaya çıkan klatratların oluşması için gerekli açılara sahipti. Araştırmacılar piramitleri 250 nm kenar uzunluğunda tutarlı bir boyut ve şekle soktu ve daha sonra DNA'nın farklı uzunlukta dizileri ile modifiye etti. DNA iplikçikleri çok kısa olduğunda nano parçacıklar düzensiz ve tanımlanmamış yapılar üretti. Egzotik desenler üretmek için daha uzun iplikçikler mikrograflarda gösterildi. Araştırmacılar, bu çarpıcı kristal yapıların, daha önce yapılan bir örneği olmadığını, iddia ediyor.

Şekil 2: Bunlar, kimyasal olarak klatrat olarak bilinen kompleks bir kristal yapıya yerleştirilen altın nanopartikül bipiramitlerdir.

► İlginizi Çekebilir: Aydınlatmanın Tarihçesi | Ateşten Gazyağına

Michigan Üniversitesi araştırmacıları, piramitleri 3 boyutlu olarak basılıp yapıştırılmış ve elektron mikrograflarında ortaya çıkarılan yapıları ve bu yapıların nasıl oluşturabileceklerini keşfetmek için oluşturmuşlardır. Şekillerin birbirine nasıl uygun olduğunu gördükten sonra, klatrat yapılarını hipotez ettiler. Onay için, iki boyutlu piramitlerden hipotez klatratların bir bilgisayar modeli oluşturuldu ve Northwestern mikrograflarıyla karşılaştırdılar. Sonuç mükemmel bir eşleşmeydi. Kesin sonuç olarak, Michigan Üniversitesi ekibi DNA bağlantılı nanoparçacıkların bir moleküler modelini geliştirdi ve parçacıkların gerçekten klatrat yapıları oluşturacağını doğrulamak için simülasyonlar gerçekleştirdi. Bu çalışma ile klatrat kolloidal kristal yapılar kullanılarak yeni nesil mercekler, lazerler ve optik malzemeler üretilebilecek.