科学家微调有机薄膜与眼对生物医学设备

科学家微调有机薄膜与眼对生物医学设备

利用来自鲑鱼的DNA,韩国的研究者们希望能在有机薄膜的基础上制造出更好的生物医学和其他光子器件。薄膜通常用于癌症治疗和健康监测,它具有硅基器件的所有功能,其可能的优点是与活体组织更为兼容。

一个薄膜就是它的声音,一层只有纳米或微米厚的材料,可以用来传导光线。如果薄膜是绝缘体,也就是绝缘体,例如玻璃,可以不用担心它可能导电。PCBA加工

“DNA是最丰富的有机物质,它是一个透明的介质,与二氧化硅,说:”kyunghwan“肯”哦,光子器件的物理实验室在延世大学,汉城,韩国。在光学材料快报杂志上,来自光学学会(OSA),OH和他的同事们展示了他们制造薄膜的方法,使他们对材料的光学和热学性能有很好的控制。

研究人员已经学会控制由DNA制成的有机薄膜中的折射率。图片来源: Kyunghwan哦,延世大学。                 

作为构成光纤的石英玻璃的基础,硅长期以来一直是无机光子器件中的主要材料,因为从材料的角度来看,硅是容易获得且易于操作的材料。OH认为DNA可以在有机光子器件中起同样的作用,因为它可以在整个生物世界中找到。例如,它可以用来制造类似于二氧化硅纤维的波导,以便在体内携带光线。有机器件也应该易于制造,比硅更灵活,更环保。

“锋利的箭”

光子器件使用的材料的一个关键特性是折射率,它决定了光是如何被引导的。光纤需要一个指数的核心,包裹在一个不同的足够的折射率的包层中,这样当光到达核心和包层之间的界面时,它就被迫回到核心而不是泄漏出去。光纤的制造者不仅需要具有两种不同折射率的材料,还需要控制这种差异的大小以达到预期的效果。

在微调利用DNA制造光子器件薄膜的方法时,OH的团队能够获得比硅中四倍的折射率范围。在核心和包层之间有较大的折射率差异,它们可以使直径较低的直径为3微米的更薄的光纤,而硅至少为10微米。这允许从光纤中发出的光的光斑尺寸更小,这对于那些必须仔细瞄准光的应用程序是有用的。“如果你有一个小目标,你应该有一个更锋利的箭。”;

潜在的应用可能包括光动力疗法,在这种治疗中,癌症患者被给予一种药物或其他物质,这些药物与肿瘤细胞结合,光激活药物,破坏癌细胞,使健康组织保持原样。电影也可以在光遗传学技术是有用的,其中光是用来控制特定的脑细胞的活动,或使传感器来测量压力或氧气血压可以穿很久不刺激因为他们是有机的内容。 

努力解决不一致的结果

为了制造一种薄膜,它可以用作光子器件的基础,研究人员必须在水中溶解DNA,然后将混合物溶解到有机溶剂中。液体被放置在一个旋转的表面上,使物质均匀地扩散。溶剂蒸发离开电影背后。因为DNA不易溶解,研究人员首先将它与一种水和十六烷基三甲基铵溶液(CTMA)、皂类表面活性剂。混合物产生沉淀物,然后溶解到溶剂中,然后旋涂。

虽然研究人员已经使用这个程序好几年了,但结果却不一致。“我们注意到,根据纸张,折射率和材料特性在很大的范围内变化,所以我们非常好奇,”哦说。我们发现,制造过程与研究组对研究小组有点不同;

过程控制

哦,是Woohyun Jung实验室研究生三名,Hwiseok Jun和Seongjin Hong发现,他们在混合水和二、量控制,他们就能调整薄膜的折射率。测试显示不同的混合物,这取决于他们是否添加水和DNA液滴入CTMA溶液,或水和CTMA到DNA浴。哦,介绍了DNA链为绳,沿着它与网站的CTMA可以绑定。“如果你把这根绳子变成CTMA浴,有五可用吨,所以你可以用CTMA浸泡的绳子,说:”哦。另一方面,如果你掉到一个大批量CTMA DNA,“绳”不可能得到完全湿;即没有CTMA附区DNA。

更多的水的混合物中,不大会有,反之亦然。通过仔细控制的数量,团队能够实现所需的折射率。同样的方法控制了薄膜的热特性,使研究人员能够控制薄膜在加热或冷却时折射率的变化。这可以使薄膜被用作温度传感器,因为通过它的光的变化将与温度的变化联系在一起。

哦的实验室也正在探索控制DNA的光学性能的其他方法。他的希望是制定一套基本原则和过程,使制造商能够建立一系列光学设备,包括新一代的可穿戴式传感器。

关于光学材料快递

光学材料的表达(欧美)是一个开放存取期刊聚焦合成,在光学和光子学的应用处理和材料表征。该公司在2011年4月推出的,主要是强调在新的光学材料,提高性能,建模,合成与制备技术;这样的材料有助于新的光学行为;以及如何使新的或改进的光学器件。它是由光学学会出版,Alexandra Boltasseva主编。

关于光学学会

成立于1916,光学学会(OSA)是为科学家,工程师,学生和商界领袖的主要专业组织,为发现,塑造真实的应用程序和加速光科学的成就。通过世界知名的出版物、会议和成员倡议,OSA提供了高质量的研究,激发了相互作用,并为其庞大的光学和光子学专家全球网络提供了专门的资源。

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