Guld nanopartikler arrangeret af tilpassede DNA-molekyler til at producere farver

En ny teknologi bruger partikler af guld til at lave farver. Med videre arbejde kunne metoden udviklet på Aalto Universitet indvarsle en ny displayteknologi.

Teknikken bruger guld nanocylindre suspenderet i en gel. Gelen transmitterer kun bestemte farver, når den oplyses af polariseret lys, og farven afhænger af orienteringen af ​​guldnanocylindrene. I et smart twist brugte et samarbejde ledet af Anton Kuzyks og Juho Pokkis forskningsgrupper DNA-molekyler til at styre orienteringen af ​​guldnanocylindre i gelen.

"DNA er ikke kun en informationsbærer - det kan også være en byggesten. Vi designede DNA-molekylerne til at have en vis smeltetemperatur, så vi i bund og grund kunne programmere materialet," siger Aalto doktorgradskandidat Joonas Ryssy, studiets hovedforfatter. . Når gelen opvarmes forbi smeltetemperaturen, løsner DNA-molekylerne deres greb, og guldnanocylindrene ændrer orientering. Når temperaturen falder, strammes de op igen, og nanopartiklerne går tilbage til deres oprindelige position.

Holdet testede flere tilpassede DNA-molekyler med forskellige smeltetemperaturer for at finde den bedste respons. Med det nuværende system kan teknologien producere rødt og grønt lys. Når først yderligere arbejde gør transmission af blåt lys mulig, kan denne tilgang bruges til at generere enhver farve ved at blande rød, grøn og blå.

"Hele konceptet - den underliggende filosofi bag arbejdet - er at bruge enkle metoder, enkle materialer og enkle værktøjer til at generere farver på en dynamisk og reversibel måde," siger Sesha Manuguri, en postdoc-forsker ved Aalto, som ledede undersøgelsen.

For Manuguri er en del af teknikkens elegance, at guldnanocylindrene udfører begge de nødvendige opgaver. "Guldnanoroderne bliver varme, når de er tændt, opvarmer gelen, og de er også ansvarlige for farvedannelse. Så du behøver ikke separate varmeelementer," siger han.

Med videreudvikling kan denne tilgang bruges til at producere farve i forskellige slags displays. Fordi materialerne alle er biokompatible, kan dette være ideelt til skærme på bærbare sensorenheder, men teknologien kan også bruges i reklametavler eller andre skærme.

"Vi har lavet den grundlæggende videnskab for at bringe disse byggeklodser sammen på en symbiotisk måde for at skabe noget funktionelt. Nu er det op til ingeniører at udforske, hvilken slags enheder der kan laves," siger Manuguri.

Papiret er tilgængeligt i Avancerede funktionelle materialer . + Udforsk yderligere

Opretholdelse af strukturen af ​​guld og sølv i legeringer