A kvantumpontokat tartalmazó lapos képernyős tévék már kereskedelmi forgalomban kaphatók, de eddig nehezebb volt hosszúkás unokatestvéreik, a kvantumrudak tömbjeit kereskedelmi eszközök számára létrehozni. Az MIT mérnökei most megoldották ezt a feladatot, amikor összehajtogatott DNS-ből készült állványzatokat használtak a kvantumrudak összeállítására. Ezáltal szabályozni tudják a tömb által kibocsátott fény polarizációját, és így könnyebben tudnak mélységet és dimenziót adni egy virtuális jelenetnek.

A DNS-ből készült nanoszintű struktúrákat sokan kutatják, mert viszonylag könnyű velük dolgozni. A DNS ugyanis egy rendkívül stabil és programozható molekula, amely ideális építőanyagnak bizonyul nagyon apró szerkezetek létrehozásához. Például a testen belüli gyógyszerszállításra, bioérzékelőként való működésre vagy fénygyűjtő anyagok állványzatának kialakítására.

Az MIT most még jobbá és egyszerűbbé tette a „DNS-szobrászatot”: új algoritmusuk lehetővé teszi a kutatók számára, hogy egyszerűen megadják a létrehozni kívánt nanoszintű formát, és a program kiszámítja a DNS azon szekvenciáit, amelyek a megfelelő formába önállósulnak. Olyan skálázható gyártási módszereket is kifejlesztettek, amelyek kvantumpontokat építenek be ezekbe a DNS-alapú anyagokba. Például a DNS-t a kvantumrudakkal egy keverékbe emulgeálják, majd gyorsan kiszárítják, ami lehetővé teszi, hogy a DNS-molekulák sűrű réteget képezzenek a rudak felületén. Ez a folyamat mindössze néhány percet vesz igénybe, ami sokkal gyorsabb, mint bármely létező módszer a DNS nanorészecskékhez való rögzítésére, ami kulcsfontosságú lehet a kereskedelmi alkalmazások lehetővé tételéhez.

„A módszer egyedisége abban rejlik, hogy szinte univerzálisan alkalmazható bármilyen vízkedvelő, a nanorészecskék felületéhez affinitással rendelkező elemre. Ezt a módszert kihasználva a gyártási idő jelentős csökkentését értük el, több napról néhány percre” - mondja a kutatás vezetője. Ezek a DNS-szálak ezután tépőzárként viselkednek, segítve a kvantumrudakat a DNS-sablonhoz tapadni, amely egy vékony filmet képez a szilikát felületen. 

A kutatók most azt remélik, hogy ostyaméretű felületeket tudnak létrehozni maratott mintákkal, ami lehetővé teheti számukra, hogy a kvantumrudak eszközméretű elrendezéséhez skálázzák a módszert. A kutatást az amerikai Haditengerészeti Kutatási Hivatal, a Nemzeti Tudományos Alapítvány, a Hadsereg Kutatási Hivatala, az Energiaügyi Minisztérium és a Nemzeti Környezet-egészségügyi Tudományos Intézet finanszírozta.

Forrás: MIT