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人类的创造力已无法被阻止 ——用DNA制造有机薄膜!
2017-10-09 来源:回收商网 点击
关键词:DNA制造  有机薄膜

“DNA是最丰富的有机材料,且它是一种可以和二氧化硅相媲美的透明电介质。”

在光学设备中,使用到该材料的一个关键特性就是折射率,它决定了光线的传播方向。光纤需要具有同一折射率的纤芯以及不同折射率的包层,所以当光线照射到纤芯和包层界面时,它被迫返回纤芯而不是泄露除去。光纤的制造商不仅需要具有两种不同折射率的材料,同时也要控制这种差异的量级,从而得到期望的效果。

在微调方法中,即采用DNA制造可用于光学设备的薄膜,Oh的团队能够达到的折射率范围比硅中的高四倍。有了纤芯和包层之间更高的折射率差异,他们可以制造出更薄的光纤,相比于使用硅的10微米,直径低至3微米。对于从纤维中射出的光线,它带来了更小的光斑尺寸,因此可以用于需要更加仔细瞄准光线的应用。Oh说:

“如果你有一个更小的目标,那么你应该有更加尖锐的箭头。”

为了制造一种可以用于作为光学器件基础的薄膜,研究人员必须将DNA溶解于水,然后将混合物溶解于有机溶剂中。这种液体可以安装于表面之上,它旋转后使得材料均匀扩散。然后,溶剂蒸发后会留下薄膜。因为DNA不容易溶解,研究人员首先将它与水和十六烷基三甲基(CTMA,一种类似肥皂的表面活性剂)溶剂相混合。这种混合物产生出沉淀物,可以溶解到溶剂中进行旋涂。虽然研究人员已经使用这种工艺有几年了,但是他们得到的结果还是前后不一致。Oh表示:

“我们注意到,根据不同的论文,反射率和材料特性是多种多样的,所以我们感到奇怪。我们发现各个研究小组之间的制造工艺有点不同。”

"如果你将这条绳子浸入到CTMA溶液中,那里有大量的CTMA,所以你可以让绳子浸满CTMA。"

从另外一方面说,如果你将CTMA放到大批的DNA上,这条“绳子”将不会完全湿润;也就是说,许多DNA的区域没有与CTMA相联系。

混合物含水越多,含CTMA就越少,反之亦然。通过仔细控制二者的量,团队能够达到期望的折射率。同样的方案也可以用于对于薄膜的热学特性的控制,研究人员通过加热或者冷却薄膜改变其折射率。

这种薄膜的潜在应用包括光动力学疗法,通过这个疗法,癌症病人接收药物或者绑定于肿瘤中癌细胞的其他物质,使用光线激活药物并且消灭癌细胞,还不损伤健康组织。这种薄膜也可以用于光遗传学,光线可以用于控制特殊的大脑细胞活动,或者制造测量血压或者血氧含量的传感器,并且长时间穿戴不会引起过敏,因为它们是有机的。

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