نانومواد

کنترل لیزرها با DNA در حال رقص

کنترل لیزرها با DNA در حال رقص

 

کنترل لیزرها با DNA در حال رقص
اعتبار: دامنه عمومی Pixabay / CC0

کنترل لیزرها با DNA در حال رقص DNA ماده ارثی در هسته همه سلولها در انسان و موجودات زنده دیگر است. علاوه بر اهمیت آن در زیست شناسی ، DNA همچنین نقشی خاص در کنترل بسیاری از دستگاه های فیزیکی داشته است. به تازگی ، یک تیم تحقیقاتی بین المللی در دانشگاه فنی Nanyang ، سنگاپور ، با بهره گیری از فرآیند ترکیبی DNA بیومولکول آلی ، مفهوم میکرو لیزر قابل تغییر را نشان داده است.

دانشکده ها تا به امروز ، پیشرفت در میکرو لیزرهای قابل تعویض به عنوان یک عنصر سازنده با پتانسیل بسیار زیاد در کنترل فعل و انفعالات ماده سبک و فوتونیک یکپارچه شده. به طور کلی ، سوئیچینگ نوری با ساخت دستگاه پیچیده یا برخی از رویکردهای فیزیکی حاصل می شود ، مانند اصلاح ساختار یا ضریب شکست حفرات لیزر. بر خلاف رابط کاربری مصنوعی طراحی شده ، رابط های زیستی پاسخ دهنده محرک ها از یک سیستم بیولوژیکی و شناخت زیستی بهره می برند به گونه ای که می توان سطح بالاتری از قابلیت ها را در مقیاس نانو دریافت کرد. با این وجود ، هنوز برای جابجایی انتشار لیزر با شناسایی بیولوژیکی ، به ویژه با قابلیت برگشت ، پرداخته نشده است. و قابلیت تنظیم طول موج در محدوده طیفی گسترده.

برای حل این مسئله ، تیم چن روشی جدید را برای تغییر تابش لیزر با قرار دادن DNA در میکروحفره نوری ایجاد کردند. DNA یکی از قوی ترین مواد زیستی است که به دلیل سنتز قابل کنترل و ویژگی فعل و انفعالات جفت باز شناخته شده است. قابلیت برنامه ریزی و خود مونتاژ ساختارهای DNA روش های متنوعی برای ساخت رابط های زیستی DNA و متناسب سازی پاسخ نوری را ارائه می دهد. ریزحفره نوری Fabry-Perot از دو آینه دی الکتریک تشکیل شده است که در آن کریستال های مایع رنگی به عنوان افزایش نوری برای افزایش پاسخ حوادث اتصال DNA معرفی شده اند.

برهمکنش قوی ماده نور ناشی از ریزحفره باعث می شود تغییرات ظریف در ماتریس های حفره و کریستال مایع تقویت شوند. هنگامی که DNA تک رشته (sDNA) روی تک لایه کاتیونی ماتریس جذب می شود ، مولکول کریستال مایع از ترازوی هوموتروپیک به مسطح تغییر می کند. تغییرات جهت گیری مولکول های LC در نتیجه منجر به تغییر آبی طول موج لیزر با تقویت سیگنال مشخص می شود. طول موج لیزر می تواند با اتصال با قسمت مکمل آن از طریق فرایند ترکیبی DNA برگردد.

“ما از این DNA ویژه استفاده کردیم – کریستال مایع به عنوان تعامل روشن کردن قدرت برای تغییر جهت گیری بلورهای مایع در ریزحفره Fabry-Perot به گونه ای که انتشار لیزر جابجایی بین طول موج های مختلف به دست آمد ، “پروفسور یو-چنگ چن ، نویسنده مربوطه در این تحقیق گفت. فعل و انفعالات منجر به تغییر زمانی طول موج ها و شدت های لیزینگ می شود. طول موج لیزر هنگام معرفی ssDNA تغییر رنگ آبی به نظر می رسد. با ترکیبی شدن با پایه های مکمل خود دوباره برمی گردد. هم تجربی و هم مطالعات نظری نشان داد که قدرت جذب محیط افزایش مکانیسم مهمی که رفتار تغییر لیزر را تعیین می کند.

“اهمیت این مطالعه معرفی مفهوم استفاده از مولکول های زیستی آلی برای تغییر منابع منسجم نور در طول موج های مختلف است. این یک نقطه عطف در دستیابی به لیزر کنترل شده بیولوژیکی است.” این تیم معتقد است که این مطالعه با بهره گیری از پیچیدگی و خودشناسی مولکول های زیستی ، توسعه دستگاه های فوتونی قابل برنامه ریزی در مقیاس زیر نانو را روشن می کند. با بهره گیری از پیچیدگی و شناسایی خودی توالی های DNA ، می توان نور لیزر را کاملاً دستکاری و برنامه ریزی کرد. توانایی چشمگیر تشخیص مولکولی خاص می تواند به طور بالقوه برای برنامه هایی مانند رمزگذاری اطلاعات و ذخیره داده ها با نور لیزر در آینده مناسب باشد.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا