美国能源部的科学家 (DOE) Brookhaven 国家实验室报告三维多成分的 nanoscale 结构第一个成功的装配与合并轻吸收和的可调的光学性能的 - 散发微粒。
此工作，使用综合脱氧核糖核酸作为链接 nanoparticles 的一个可编程序的要素，展示基于脱氧核糖核酸的纳米技术的通用性功能选件类的制造的材料，光学特殊那些，与在太阳能转换设备、传感器和 nanoscale 电路的可能的应用。 这个研究被发布了在线 2010年 9月 29日，在这个日记帐 NanoLetters 上。
BNL 科学家使用与三束缚位置 (黑色的脱氧核糖核酸连接器 “字符串 ") 连接金 nanoparticles (橙色和红色范围) 和用补充脱氧核糖核酸顺序 (蓝色范围) 标记的荧光染料分子。 这些部件自被汇编中间形成与 nanoparticles 的一机体中心立方点阵在角落和在这个中心和荧光染料分子。
“第一次我们展示了集合的一个方法三维，明确定义，光学上使用脱氧核糖核酸不同的类型编码要素的有效的结构”， Oleg 帮会说主要作者 Brookhaven 的中心的功能 Nanomaterials (CFN)。 象更加早期的工作在帮会和他的同事旁边，此技术利用在脱氧核糖核酸之间补充子线一起链接微粒的高特异性束缚用一个准确的方式。
在这个当前研究中，脱氧核糖核酸连接器分子有三束缚位置。 子线的二个末端被设计束缚到在 “plasmonic”金 nanoparticles - 光一个特殊波长导致导电性电子的集体的动摆的微粒的补充子线，导致光的严格的吸收在该波长。 每个脱氧核糖核酸连接器的内部部分被编码认可一条补充子线化工一定对一个荧光染料分子。 此设置导致三维机体与金 nanoparticles 的被集中的立方体水晶结构自集合中间位于这个多维数据集的每个角落和中心，与染料分子在被定义的位置。
科学家也显示出，被装配的结构可以通过修改他们被形成解决方法的盐含量动态地调整。 在盐分上的变化修改带负电荷的脱氧核糖核酸分子的长度，导致全部的格子的可逆收缩和扩展由大约长度 30%。
“长期了解金属 nanoparticles 和配对的染料分子之间的距离可能影响后者的光学性能”，说马修 Sfeir，共同执笔者和一位光学科学家 CFN 的。 在此实验，在盐含量上的变化触发的晶格的扩展和收缩允许一种光学回应的严重的模块化： 在萤光分子的放射费率的增加三倍被观察了。
这些结果使用小角度 X-射线分散的组合是确定的在 Brookhaven 的国家同步加速器光源 (NSLS)和定期解决的萤光方法在 CFN。 “基于同步加速器的结构上的方法的此组合和定期解决的光学成象技术提供了无价的直接答案到结构和这些轻放射的列阵之间萤光属性的关系”， Gang 说。
“我们的研究解决关于系统自集合的重要问题从多个类型要素的。 这样系统可能地允许各自的要素属性的模块化，并且也许导致新的工作情况诞生由于集体的作用。 可以运用例如此集合途径测试三维纳诺光学列阵这样集约行为 -，这个 plasmonic 格子的影响对数量小点。
“对这些交往的了解是与开发光致电压， photocatalysis，计算和轻放射的应用的新颖的光学材料相关。 我们现在有进一步学习一个的途径做这些结构和这些作用”。
此研究由科学母鹿办公室资助。 除帮会和 Sfeir 之外， CFN 和上海焦钳子大学的 Huiming Xiong 是此工作的一个共同执笔者。
功能 Nanomaterials 中心在 BNL 是五个母鹿 Nanoscale 科学研究中心，由科学母鹿办公室支持学科研究的首要的国家用户设施之一在 nanoscale。 同时 NSRCs 包括提供研究员以科技目前进步水平功能制造，处理，分析和模型 nanoscale 材料的套件补充设施和构成国家纳米技术主动性的最大的基础设施投资。 NSRCs 母鹿的 Argonne、 Brookhaven、劳伦斯伯克利，橡树岭和 Sandia 和洛斯阿拉莫斯国家实验室位于。