ДНК предлагает новые принципы дизайна легких и тонких оптических дисплеев

ГЛАВНАЯ / Новости науки

Москва, 06.02.2023, 23:03:56, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Команда из Северо-западного университета разработала новый набор принципов дизайна фотонных кристаллов, вроде те, которые используются в экранах компьютеров, телевизоров и смартфонов.

Используя искусственную ДНК для сборки частиц в кристаллические решетки, ученые открыли путь к более легким и тонким дисплеям, сообщает phys.org.

«Глядя каждый день в экран ноутбука, люди редко задумываются, из чего и как они сделаны, — сказал профессор Джордж Шатц, один из ответственных авторов. – Один из компонентов дисплея – тыльный отражатель, зеркальное устройство, направляющее свет от жидкокристаллического индикатора на смотрящего. Он изготавливается из слоистых полимеров, которые толще и тяжелее наших кристаллов».

В качестве альтернативного решения исследователи использовали золотые наноструктуры. Они заменили кристаллами стандартный полимер, оставив место между частицами. В результате получились более легкие, компактные и точно сконструированные реконфигурируемые светоотражающие структуры.

Проект представлен в журнале PNAS.

В исследовании использовалась химически синтезированная ДНК. В 1996-м Чад Миркин, второй ответственный автор, нашел способ соединения искусственной структуры с золотыми наночастицами для создания материалов, не встречающихся в природе. Синтетическая ДНК легла в основу более 1 800 продуктов.

В 2008-м Миркин и Шатц изготовили кристаллы из частиц, соединенных ДНК. Прикрепляя ее нити к золотым сферам, ученые смогли получить трехмерные структуры. Изменение в нитях последовательность генов Gs, As, Ts и Cs влияло на положение частиц в пространстве. Ученые изготовили более 500 типов кристаллов с почти 30 разными симметриями. Но, в тот момент, они не знали, что полученные решетки имеют оптические свойства, схожие с теми, что есть у полимерных слоев в дисплеях.

«Это открытие было случайно сделало в ходе компьютерного моделирования, — сказал Шатц. – Затем мы оптимизировали оптические свойства с помощью вычислений, показав, что не касающиеся друг друга металлические сферы могут работать лучше полимерных».

Авторы подтвердили результаты расчетов экспериментально. Метод, основанный на самосборке частиц, вызванной ДНК, может лечь в основу многих видов функциональных материалов.

Подпишись на канал FTimes в Яндекс.Дзен

Комментарии

Ваше мнение

Это интересно