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当人类的创造力已无法被阻止用DNA制造有机

发布时间:2021-09-10 03:29:32 阅读: 来源:燃气阀厂家

人类的创造力已无法被阻止 ——用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。”

Leeper说

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,同时通太长期研发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,一研究的PEF聚合物已显示了3D打印的关键优势:最好粘合性、热塑性、缺少分层和低热收缩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,每天便可能和数万个他人手上的细菌打交道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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