Uutiset

Itsejärjestäytyneitä nanorakenteita voidaan hallita valikoidusti

Julkaistu:
DNA:n itsejärjestäytyminen mahdollistaa plasmonisten metamolekyylien optisten ominaisuuksien hallinnan aivan uudella tavalla.
Plasmoniset metamolekyylit. Kuva: Marco Tripodi.

Plasmonisilla nanohiukkasilla on ominaisuuksia, jotka perustuvat niiden rakenteisiin ja suhteelliseen sijaintiin toisiinsa nähden. Tutkijat ovatkin nyt kehittäneet helpon tavan käsitellä plasmonisten nanorakenteiden optisia ominaisuuksia, jotka ovat vahvasti riippuvaisia niiden avaruudellisesta järjestäytymisestä.

Plasmoniset nanohiukkaset voivat muodostaa rykelmiä, plasmonisia metamolekyylejä, jotka sitten ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Nanohiukkasten rakenteiden muuttamista voidaan hyödyntää metamolekyylien ominaisuuksien muuttamisesta hallitusti.

”Haasteena on saada rakenteet muuttamaan geometristä järjestäytymistään hallitulla tavalla ulkoisten ärsykkeiden avulla. Tässä tutkimuksissa rakenteet ohjelmoitiin muuttamaan muotoaan säätämällä pH:ta”, apulaisprofessori Anton Kuzyk Aalto-yliopistosta kertoo.

Ohjelmoitavien DNA-lukkojen hyödyntäminen

Tutkimuksessa plasmoniset metamolekyylit oli varustettu pH-herkillä DNA-lukoilla. DNA-lukot voidaan helposti ohjelmoida toimimaan tietyillä pH-alueilla. Metamolekyylit voivat olla joko lukitussa tilassa, kun pH-arvo on matala, tai relaksoituneessa tilassa, kun pH-arvo on korkea. Kummankin tilan optiset vasteet ovat hyvin erilaisia. Näin ollen voidaan luoda systeemejä, jotka perustuvat useiden erityyppisten plasmonisten metamolekyylien toimintaan, sillä kukin tyyppi on suunniteltu vaihtamaan tilaansa tietyssä pH-arvossa. 

Tätä mahdollisuutta ohjelmoida nanorakenteita tietyn toiminnon suorittamiseksi ainoastaan tietyllä pH-alueella voidaan soveltaa sellaisten nanolaitteiden ja älykkäiden nanomateriaalien alalla, jotka perustuvat räätälöityjen optisten toimintojen hyödyntämiseen.

Plasmonisten metamolekyylien aktiivinen hallinta on lupaava keino kehittää antureita, optisia kytkimiä, muuntimia ja vaiheensiirtimiä eri aallonpituuksilla. Tulevaisuudessa pH-herkkiä nanorakenteita voitaisiin hyödyntää lääkkeiden hallitun annostelun kehittämisessä.

Tutkimuksen suorittivat Anton Kuzyk Aalto-yliopistosta, Maximilian Urban ja Na Liu Max Planck Institute for Intelligent Systems -tutkimuslaitoksesta ja Heidelbergin yliopistosta sekä Andrea Idili ja Francesco Ricci Rooman Tor Vergata -yliopistosta.

Lisätietoja:

Anton Kuzyk
Apulaisprofessori
Aalto-yliopisto
anton.kuzyk@aalto.fi
puh. 050 443 0492

Artikkeli: Selective control of reconfigurable chiral plasmonic metamolecules

  • Päivitetty:
  • Julkaistu:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Kasvot peitetty henkilö raidallisessa paidassa lasi-ikkunan ja punatiiliseinän edessä
Palkinnot ja tunnustukset, Mediatiedotteet, Opinnot Julkaistu:

Prototyping and Validation Grant: VeinOptima

Aallon opiskelijan kehitteillä oleva tuote auttaa hoitajia löytämään verisuonet nopeammin.
A group of people cheering with branded black cups. 4 people sitting, 2 on each side, and one in the middle standing up. 3 men and two women
Kampus, Tutkimus ja taide, Yliopisto Julkaistu:

Kolmen tutkijan ideasta syntyi deep tech -yritys

Vahvaan tutkimusosaamiseen nojaava Sim Analytics Oy sai alkunsa, kun kolme LUT-yliopiston eri laboratorioissa työskennellyttä tutkijakollegaa alkoi miettiä, miten tarjota ja analysoida dataa teollisuusyritysten liiketoimintapäätösten tueksi.
Hehkuva neonpallo, geometrinen ydin ja valojuovat leijuvat tumman tabletin yläpuolella
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Ensimmäinen suprajohtava kvanttilämpökone osoittaa, että lämpö voidaan valjastaa työksi myös kvanttimaailmassa

Suprajohtava kvanttilämpökone paitsi edistää termodynamiikan perustutkimusta, voi myös merkittävästi pienentää tulevaisuuden kvanttitietokoneiden hintalappua.
Portrait of Kimmo Järvinen, from the Xiphera team. A man smiling at the camera
Tutkimus ja taide, Yliopisto Julkaistu:

Tutkijoiden perustama Xiphera kasvaa vauhdikkaasti

Yhdeksänvuotisjuhliaan viettävä Xiphera Oy on kehittänyt tietoturvauhkien torjuntaan laitepohjaisia salausratkaisuja. Yritys on ns. deep tech eli syväteknologiayritys, jonka tuotteet nojaavat tutkimukseen ja tuottavat uusia teknologisia ratkaisuja.