DNA wchodzi do fotoniki i elektroniki
W finansowanym ze środków UE projekcie "Functionalized biopolymers for application in molecular electronics and in photonics" (BIOMOLEC) naukowcy z wiodących laboratoriów z całej Europy zwiększają funkcjonalność i domieszkują dobrze znane biopolimery, jak np. DNA — fotoaktywnymi chromoforami. Powinno to pomóc opracować materiały charakteryzujące się regulowaną ruchliwością ładunku i doskonałymi nieliniowymi właściwościami optycznymi. Członkowie projektu dokonali syntezy pięciu chromoforów typu push–pull w ilościach gramowych w celu domieszkowania biopolimerów. Po włączeniu do dwóch różnych cienkowarstwowych matryc polimerowych (PMMA i DNA-CTMA), zostały one ocenione pod względem właściwości luminescencyjnych, gdzie matryca DNA-CTMA wykazywała większą wydajność kwantową. Przygotowano i zsyntezowano w drodze elektropolimeryzacji kilka różnych rodzajów kompozytów polimer–DNA. Odkryto, że matryca DNA-CTMA jest bardziej elektroaktywna, przy pojemności warstwy podwójnej trzykrotnie przewyższającej pojemność czystego polimeru. Renderowanie zdolności przewodzenia DNA, z kontrolowaną ruchliwością ładunku, czyni takie materiały polimerowe przydatnymi do zastosowań elektroniki molekularnej, a w szczególności tranzystorów polowych. Aby otrzymać nanosłupki i nanostruktury drutowe, naukowcy zastosowali metodę hydrotermalną, otrzymując w ten sposób struktury wysokokrystaliczne. Nanosłupki osadzono na podłożach za pomocą techniki powlekania obrotowego (spin-coating), wykazując względnie homogeniczne pokrycie powierzchni bez rozwarstwień. Dzięki temu zaobserwować można zachodzące w powłoce procesy utleniania i redukcji — oddawanie i przyjmowanie elektronów. Wpływając w znacznym stopniu na właściwości fotorefraktywne sprzężonych systemów organicznych, nanoobiekty mogą zmieniać nieliniowe właściwości optyczne takich systemów. To odkrycie ma istotne znaczenie dla wzmocnienia nieorganicznych materiałów matrycowych i stworzenia nowej bezdotykowej metody orientowania pionowego molekuł ciekłokrystalicznych w wyświetlaczach. Ustalenia projektu są ważne dla dziedzin tak różnych jak przetwarzanie sygnałów optycznych, elektronika molekularna i przekształcanie energii słonecznej. Rozwój nowych materiałów i wiedzy w zakresie materiałów biodegradowalnych i odnawialnych przyniesie korzyści, ponieważ XXI wiek jest uważany za erę fotoniki.
