Tutkijat valmistivat värejä nanokullasta ja DNA:sta

Aalto-yliopiston tutkijat valmistivat nanokullasta värejä, ja menetelmästä voi jatkossa olla hyötyä uusissa näyttöteknologioissa, erityisesti puettavien sensorilaitteiden näytöissä.

Professori Anton Kuzykin ja yliopistonlehtori Juho Pokin ryhmien tutkijat lisäsivät kultaisia nanosylintereitä geeliin. Tämän geelin läpäisee vain tietyt värit, kun sitä valaistaan polarisoidulla valolla, ja väri riippuu kultaisten nanosylinterien suunnasta. Tutkijat käyttivät DNA-molekyylejä geelissä olevien kultaisten nanosylinterien suuntauksen ohjaamiseen.

"DNA ei ole vain informaation kantaja - se voi olla myös rakennuspalikka. Suunnittelimme DNA-molekyyleille tietyn sulamislämpötilan, joten pystyimme periaatteessa ohjelmoimaan materiaalin", sanoo tutkimuksen johtava tutkija Aallon tohtorikoulutettava Joonas Ryssy.

Kun geeli kuumenee sulamislämpötilan yläpuolelle, DNA-molekyylit löysäävät otettaan ja kultaiset nanosylinterit muuttavat suuntaansa. Kun lämpötila laskee, ne kiristyvät jälleen, ja nanohiukkaset palaavat alkuperäiseen asentoonsa.

Tutkijat testasivat useita räätälöityjä DNA-molekyylejä, joilla on eri sulamislämpötilat, jotta he pystyivät löytämään parhaan vasteen. Nykyisellä järjestelmällä teknologia voi tuottaa punaista ja vihreää valoa. Myöhemmässä vaiheessa, kun sinisen valon siirtäminen on mahdollista, teknologiaa voitaisiin käyttää minkä tahansa värin tuottamiseen sekoittamalla punaista, vihreää ja sinistä.

"Työn taustalla oleva periaate on käyttää yksinkertaisia menetelmiä, materiaaleja ja työkaluja värien tuottamiseen dynaamisella ja myös käänteisellä tavalla", sanoo tutkimusta johtanut Aallon tutkijatohtori Sesha Manuguri.

Manugurin mielestä osa teknologia on tyylikästä juuri siksi, että kultaiset nanosylinterit hoitavat molemmat tarvittavat tehtävät.

'Kultaiset nanosylinterit kuumenevat, kun niitä valaistaan. Se taas lämmittää geeliä, joka johtaa värien muodostumiseen. Erillisiä lämmityselementtejä ei siis tarvita", hän sanoo. 

Jatkokehityksen myötä tätä teknologiaa voitaisiin käyttää värien tuottamiseen erilaisissa näytöissä. Koska kaikki materiaalit ovat bioyhteensopivia, teknologia voisi olla ihanteellinen puettavien sensorilaitteiden näyttöihin. Tämän lisäksi teknologiaa voitaisiin hyödyntää myös mainostauluissa tai muissa näytöissä.

Tutkimuksen perusteella nämä rakennuspalikat voidaan yhdistää symbioottisesti ja luoda toimivia sovelluksia. Nyt on insinöörien tehtävä tutkia, millaisia laitteita tämä teknologia voisi mahdollistaa", Manuguri sanoo.

Lisätietoa:

Artikkeli: DNA-Engineered Hydrogels with Light-Adaptive Plasmonic Responses