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DNA:它会成为下一个热门的光学材料吗?

背景

随着硅玻璃成为制作光纤的基材,硅已成为无机光电设备领域的主要材料。它不仅容易获得,而且从材料的角度来看,它的工作方式很简单。但在有机光电子学领域,科学家需要找到一种具有同样优势的材料,这种材料最好生活在生命的世界里。

我们今天要介绍的材料是DNA。它可以用来制造像硅纤维这样的波导,在体内传输光。在未来,这些有机器件将更容易制造,比硅更灵活,更环保。

创新

最近,韩国汉城延世大学的研究人员想从鲑鱼的DNA中制造有机膜。

该膜通常用于癌症治疗和健康监测,它不仅具有全硅基设备的功能,而且具有与活体组织相容性更强的优点,可以制成更好的医疗电子设备和光电子设备。

顾名思义,该薄膜只是一层光学材料,用纳米或微米厚的材料来引导光线。如果膜是绝缘的,也就是说,像玻璃这样的绝缘体,我们不用担心它在使用时导电。

技术

在光学设备中,材料的关键特性之一是折射率,它决定了光的传输方向。光纤需要相同折射率的纤芯和不同折射率的涂层。因此,当光照射到核心和包层界面时,它会被迫返回核心而不是泄漏出去。光纤的生产厂家不仅需要两种不同折射率的材料,而且还需要不同的数量级才能获得理想的效果。

在微调方法中,利用DNA制作可用于光学器件的薄膜,Oh的团队可以获得比硅高4倍的折射率。由于纤芯和包层之间的折射率差更大,它们可以制造出更薄的光纤,而使用硅的光纤只有10微米,直径只有3微米。对于从光纤发出的光,它带来了更小的斑点大小,因此它可以用于需要更仔细地瞄准光的应用。

该值

该膜的潜在应用包括光动力疗法,癌症患者接受的药物或其他物质与肿瘤中的癌细胞结合,利用光激活药物并杀死癌细胞,而不会损害健康组织。
这种膜还可以用于光遗传学,光遗传学可以用来控制特定的脑细胞活动,或者制造测量血压或氧气水平的传感器,长期佩戴不会引起过敏,因为它们是有机物。

该膜可用于温度传感器,通过该膜的光线变化与温度变化有关。Oh的实验室也在扩展控制DNA光学特性的其他选择。他希望开发一系列基本功能和工艺,使制造商能够制造各种光学设备,包括新一代可穿戴传感器。

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