Aflæsning af plastkugler, der er mindre end en mikron i diameter (milliondele af en meter), kan placeres i komplekse, ordnede strukturer ved hjælp af korte stykker DNA. Dette muliggøres ved den komplementære parbinding mellem individuelle DNA-strenge, der er bundet til plastikperlerne. Forskere ved US Navy's forskningslaboratorium har med succes anvendt denne teknik til at skabe krystalstrukturer, der kunne bruges blandt andet som fotoniske krystaller i optik. Gruppen af ​​videnskabsfolk ledet af Carissa Soto ledte efter måder at skabe komplekse krystaller af to typer plastkugler med forskellige diametre inden for området for bølgelængden af ​​synligt lys. For at gøre dette knyttet forskerne enkeltstrengede DNA-strenge til kuglerne, som hver var komplementær til hinanden. Partiklerne er derfor arrangeret i ordnede krystalstrukturer ved hjælp af den dobbeltpartsbinding, der er kendt fra biologien.

Arten af ​​krystalkonstruktionerne kunne også kontrolleres ved at ændre størrelsesforholdet mellem de to typer kugler - for eksempel gav et forhold på 0, 23 et tetraedralt arrangement, mens et forhold på 0, 42 gav et arrangement i octahedra.

Forskerne mener, at de kan generere fotoniske krystaller på denne måde og arbejder i øjeblikket på deres optiske karakterisering. Fotoniske krystaller tillader kontrol over lysets udbredelsesretning i et lille rum og kan også udelukke visse bølgelængdeområder i lyset kvasi? man taler om et fotonisk bandgap.

For det meste fremstilles fotoniske krystaller bestående af kugler i mikrometerområdet i øjeblikket direkte fra vandig opløsning ved anvendelse af metoder fra kemi. Desværre gør dette det muligt kun at danne relativt enkle krystalstrukturer, hvis optiske egenskaber ofte ikke er optimale. DNA-klæbemiddel tillader på den anden side komplicerede strukturer og derfor produktion af fotoniske krystaller med optimerede egenskaber til visse anvendelser. udstilling

Stefan Maier

© science.de

Anbefalet Redaktørens Valg