Optisten ominaisuuksien tarkka muokkaus onnistuu nanokultahiukkasten avulla.
Optisten ominaisuuksien tarkka muokkaus onnistuu nanokultahiukkasten avulla.

Nanotutkijat onnistuivat valmistamaan keinotekoisten dna-molekyylien avulla materiaaleja, joilla voi muokata näkyvää valoa.

Optisesti aktiivisilla nano-dna-rakennuspalikoilla voi muunnella valon ominaisuuksia erittäin tarkasti, osoitti kansainvälinen tutkijaryhmä Naturessa. Joukkoon kuului myös tutkijatohtori Anto Kuzyk Aalto-yliopistosta.

Nanorakenteita ja valoa yhdistämällä voitaisiin tutkimusryhmän mukaan valmistaa huomattavasti pienempiä ja herkempiä optisia tunnistimia esimerkiksi lääketieteen tai ympäristöteknologian käyttöön. Tähän asti ei ole kuitenkaan osattu valmistaa tarpeeksi tarkkoja ja puhtaita kolmiulotteisia nanorakenteita.

"Nyt olemme löytäneet menetelmän, jolla voi etukäteen nanometrin tarkkuudella määritellä rakennettavan kappaleen muodon", Friedrich Simmel Technische Universität Münchenistä kertoo.

Ryhmä rakensi 57 nanometriä korkeita ja halkaisijaltaan 34 nanometrisiä dna-rakenteen muotoisia kappaleita, "kierreportaikkoja", joihin liitettiin 10 nanometrin levyisiä kultapartikkeleita tasavälein. Kultaisten osien pinnalla elektronit reagoivat valon sähkömagneettisen kentän kanssa. Kun kaikki dna-kierteen kultaiset osat reagoivat valon kanssa samaan aikaan, niiden vuorovaikutus moninkertaistuu.

Teoreettisin laskelmin ja käytännön kokein tutkimusryhmä kykenee tuottamaan nano-optisia materiaaleja, joiden ominaisuudet ovat tarkasti suunniteltavissa.

"Seuraavaksi aiomme selvittää, voimmeko vaikuttaa valmistamiemme materiaalien taitekertoimiin. Materiaaleja, joiden taitekerroin on negatiivinen, voi olla mahdollista käyttää niin sanottujen superlinssien valmistukseen", professori Tim Liedl Ludwig-Maximilians-Universitätistä sanoo.