ساخت نانوآنتنی برای جذب نور

پژوهشگران دانشگاه تورنتو نسل جدیدی از نانومواد را تهیه کرده‌اند که می‌تواند به‌طور
کنترل شده و مستقیم از نور، انرژی جذب کند. برای این کار سطح نانوذرات با دی‌ان‌ای
پوشش داده و با کمک گرفتن از ویژگی ترکیب انتخابی دی‌ان‌ای، نانوذرات را به‌هم متصل
کردند.

این تیم تحقیقاتی به رهبری شانا کلی و تد سرجنت، به ماده‌ای دست یافته‌اند که آن را
مولکول مصنوعی نام نهاده‌اند. کلی می‌گوید فناوری‌های نانو طی چندین سال تحت تاثیر
نقاط کوانتومی بوده است. نقاط کوانتومی نیمه‌هادی‌هایی هستند که نور را جذب و با
کارایی بالا نشر می‌دهند. چیزی که تا به امروز وجود نداشته است، یک راهبرد مناسب
برای تولید ساختارهای بسیار منظم یا پیچیده از نقاط کوانتومی است که با این پروژه،
خلاء موجود در این حوزه پر می‌شود.

این تیم تحقیقاتی با استفاده از مهارت خود، دی‌ان‌ای را با نیمه‌هادی‌ها ترکیب کرده
و یک راهبرد جدید برای اتصال نانوذرات به‌هم ارائه کردند. سرجنت می‌گوید ما از یک
ویژگی منحصربه‌فرد در دی‌ان‌ای استفاده کردیم. دی‌ان‌ای فقط می‌تواند به رشته مکمل
خود متصل شود. ما با استفاده از این ویژگی توانستیم یک ساختار منطقی از نانومواد را
طراحی کنیم. نکته جالب اینجاست که این آنتن، خودش خود را می‌سازد. به این شکل که ما
انواع مختلفی از نانوذرات دارای دی‌ان‌ای با توالی مشخص را تهیه کرده و در گروه‌های
مختلف درون بشر با هم ترکیب می‌کنیم. پس از این کار ماده مورد نظر خودآرایی داده و
با ویژگی‌های منحصربه‌فرد تولید می‌شود.

آنتن‌های معمولی مقدار امواج الکترومغناطیس را افزایش می‌دهند. آنها این امواج را
جذب کرده و به مدارات منتقل می‌کنند. این نانوآنتن قادر است مقدار نور را افزایش
داده و آن را پس از جذب به مولکول درونی خود منتقل کند. چنین ساختاری در حال حاضر
در طبیعت وجود دارد که ما آن را در برگ درختان و فرآیند فتوسنتز می‌بینیم. این
سیستم، همانند آنتن‌های رادیویی، انرژی را جذب کرده و به محل مورد دلخواه ما منتقل
می‌کند. همانند برگ درختان، این سیستم نور را با طول موج‌های پرتو خورشید جذب می‌کند.

هنری مان، از دانشگاه تورنتو می‌گوید کلی و سرجنت موفق شدند نوع جدیدی از مواد را
ابداع کنند که خاصیتی کاملا جدید دارد. این موضوع نشان می‌دهد که چرا دانشگاه
تورنتو روی فناوری نانو سرمایه‌گذاری می‌کند.

فرد کاولی از دانشگاه UCLA می‌گوید این کار مثال خوبی از توانمندی‌های در حال رشد
ما است که با آن می‌توانیم ساختارهایی را با دقت در کنار هم مهندسی کرده و به ماده
با ویژگی‌های جدید برسیم.

نتایج کار آنها در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.