Наноантени с ДНК излъчват светлина 03.08 | 17:12

Принципът, по който антените усилват сигналите към нашите мобилни телефони и телевизори, може да се приложи и към светлината*. Това установили изследователи от френския Национален център за научни изследвания и Университета Екс-Марсилия.

Те успели да създадат уникална наноантена, съставена от молекула ДНК, две златни наночастици и малка флуоресцентна молекула, която улавя и усилва светлинните вълни.

В дългосрочен план тази разработката би могла да доведе до по-ефективни светодиоди (LED), по-компактни соларни клетки или дори да бъде използвана в квантовата криптография**.

За да създадат наноантената изобретателите тръгнали от идеята, че щом светлината има вълнов характер, то е възможно да бъдат разработени оптични антени, които са способни да усилят светлинните сигнали по същия начин, по който телевизорите и мобилните телефони улавят и усилват радио и микровълните.

Проблемът тук бил, че дължината на вълните на видимата светлина е милиони пъти по-малка от тази на радиовълните. Затова било необходимо да бъдат създадени изключително малки устройства (в размери от порядъка на нанометри), които да могат да уловят и усилят светлинните вълни.

Така учените създали оптичния еквивалент на елементарна диполна антена, чиято конструкция била вдъхновена от природата. Те свързали две златни наночастици (с диаметър от 36 нанометра) и флуоресцентен органичен оцветител към къс щам на синтетична ДНК (дълга 10-15 нанометра).

В случая флуоресцентната молекула изпълнява функцията на квантов източник и снабдява миниатюрната антена с фотони, докато златните наночастици усилвали взаимодействието между излъчвателя и светлината. В лабораторни условия учените създали няколко милиарда копия на антената. Техните флуоресцентни молекули били ориентирани в една посока по изключително прецизен начин благодарение на ДНК основата.

Този метод за управление на микро ниво е много по-перспективен от техните конвенционалната литография, с които в момента се произвеждат микропроцесори, обясняват учените. В дългосрочен период подобна миниатюризация може да позволи създаването на по-ефективни светодиоди, по-бързи детектори и по-компактни соларни клетки, надяват се изследователите.

_________________________________

*Светлината, микровълните и радиовълните са форми на електромагнитно излъчване.

**Квантовата криптография се занимава с възможността за използване на квантовомеханичните ефекти за кодиране на информация и разбиване на криптирани съобщения.