Chế tạo bóng đèn từ ADN

Khởi tạo bởi : tinkhoahoc |  Đăng bởi : tinkinhte  | Cập nhật: 01/11/2009 18:05

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Bằng cách bổ sung thêm các chất màu huỳnh quang vào ADN và sau đó xe các dải ADN thành các sợi nano, các nhà nghiên cứu của Đại học Connecticut, Mỹ, đã chế tạo được một loại vật liệu mới có khả năng phát ánh sáng trắng. Vật liệu này hấp thu năng lượng từ tia tử ngoại và phát ra các màu ánh sáng khác nhau, từ xanh da trời cho tới da cam, và tới trắng, phụ thuộc vào tỷ lệ của chất màu mà nó chứa.

Nhóm nghiên cứu, do giáo sư hóa học Gregory Sotzing đứng đầu, đã tạo ra các thiết bị phát ánh sáng trắng bằng cách bọc các điốt phát sáng (LEDs) cực tím bằng vật liệu này. Họ thậm chí có thể điều chỉnh một cách rất tinh tế tông màu trắng để khiến nó phát ra ánh sáng ấm hay lạnh. Vật liệu mới có thể được sử dụng để chế tạo một dạng bóng đèn hữu cơ mới. Các thiết bị phát sáng này cũng có thể có tuổi thọ dài hơn bởi vì ADN là một polime rất bền. Sotzing cho biết, nó có thể có tuổi thọ gấp 50 lần acrylic.

Vật liệu ADN có thể chỉnh màu này được chế tạo dựa vào một cơ chế chuyển giao năng lượng giữa hai chất màu huỳnh quang khác nhau. Bí quyết là giữ cho các phân tử chất màu cách nhau ở khoảng cách 2 tới 10 nm. Khi tia cực tím được chiếu vào vật liệu, một chất màu hấp thụ năng lượng và phát ra ánh sáng xanh da trời. Nếu một phân tử của chất màu khác ở ngay khoảng cách thích hợp, nó sẽ hấp thụ phần của năng lượng tia xanh da trời và phát ra tia da cam.

Bằng cách thay đổi tỷ lệ của hai chất màu, các nhà nghiên cứu có thể biến đổi màu tổng hợp của ánh sáng mà vật liệu phát ra. Thay đổi lượng chất màu cũng khiến cho vật liệu đạt những cải tiến tốt hơn. Ví dụ, bằng cách tăng tỷ lệ chất màu ở ADN từ 1,33% lên 10%, họ có thể thay đổi ánh sáng trắng từ lạnh sang ấm.

Các nhóm nghiên cứu khác cũng đã sử dụng các vật liệu cấu trúc nano, ví dụ như các hạt nano silica và các copolime khối, các vật liệu tự ghép có chứa hai chuỗi polime liên kết, để đạt khoảng cách đúng giữa hai chất màu. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho biết, lợi thế của vật liệu mới này là các sợi ADN hướng các chất màu theo một hướng tối ưu về mặt hiệu suất (chuyển giao năng lượng huỳnh quang). Ngoài ra, khi lượng chất màu lớn được sử dụng ở các vật liệu nêu trên, chúng bắt đầu tập hợp lại. Việc này sẽ gây ra hai hiệu ứng: Làm giảm việc chuyển giao năng lượng giữa chúng và làm mờ nguồn sáng phát ra.

Để chế tạo các sợi phip, Sotzing và cộng sự đã chế tạo ra một dung dịch ADN cá hồi và trộn vào hai dạng chất màu. Dung dịch này được bơm chậm ra khỏi một đầu mũi kim mảnh với một điện áp được đưa vào giữa mũi kim và một đĩa đồng nối đất được bọc bằng một bản thủy tinh. Khi dòng chất lỏng chảy ra, nó sẽ khô và hình thành nên các sợi nano dài đọng lại trên bản thủy tinh giống như một chiếc thảm. Sau đó các nhà nghiên cứu sẽ xe chiếc thảm sợi nano này trực tiếp trên bề mặt của một bóng LED tia cực tím để tạo ra một thiết bị phát tia trắng.

(Theo Tạp chí hoạt động khoa học // Vista)