美國能源部的科學家 (DOE) Brookhaven 國家實驗室報告三維多成分的 nanoscale 結構第一個成功的裝配與合併輕吸收和的可調的光學性能的 - 散發微粒。
此工作，使用綜合脫氧核糖核酸作為鏈接 nanoparticles 的一個可編程序的要素，展示基於脫氧核糖核酸的納米技術的通用性功能選件類的製造的材料，光學特殊那些，與在太陽能轉換設備、傳感器和 nanoscale 電路的可能的應用。 這個研究被發布了在線 2010年 9月 29日，在這個日記帳 NanoLetters 上。
BNL 科學家使用與三束縛位置 (黑色的脫氧核糖核酸連接器 「字符串 ") 連接金 nanoparticles (橙色和紅色範圍) 和用補充脫氧核糖核酸順序 (藍色範圍) 標記的熒光染料分子。 這些部件自被彙編中間形成與 nanoparticles 的一機體中心立方點陣在角落和在這個中心和熒光染料分子。
「第一次我們展示了集合的一個方法三維，明確定義，光學上使用脫氧核糖核酸不同的類型編碼要素的有效的結構」， Oleg 幫會說主要作者 Brookhaven 的中心的功能 Nanomaterials (CFN)。 像更加早期的工作在幫會和他的同事旁邊，此技術利用在脫氧核糖核酸之間補充子線一起鏈接微粒的高特異性束縛用一個準確的方式。
在這個當前研究中，脫氧核糖核酸連接器分子有三束縛位置。 子線的二個末端被設計束縛到在 「plasmonic」金 nanoparticles - 光一個特殊波長導致導電性電子的集體的動擺的微粒的補充子線，導致光的嚴格的吸收在該波長。 每個脫氧核糖核酸連接器的內部部分被編碼認可一條補充子線化工一定對一個熒光染料分子。 此設置導致三維機體與金 nanoparticles 的被集中的立方體水晶結構自集合中間位於這個多維數據集的每個角落和中心，與染料分子在被定義的位置。
科學家也顯示出，被裝配的結構可以通過修改他們被形成解決方法的鹽含量動態地調整。 在鹽分上的變化修改帶負電荷的脫氧核糖核酸分子的長度，導致全部的格子的可逆收縮和擴展由大約長度 30%。
「長期瞭解金屬 nanoparticles 和配對的染料分子之間的距離可能影響後者的光學性能」，說馬修 Sfeir，共同執筆者和一位光學科學家 CFN 的。 在此實驗，在鹽含量上的變化觸發的晶格的擴展和收縮允許一種光學回應的嚴重的模塊化： 在螢光分子的放射費率的增加三倍被觀察了。
這些結果使用小角度 X-射線分散的組合是確定的在 Brookhaven 的國家同步加速器光源 (NSLS)和定期解決的螢光方法在 CFN。 「基於同步加速器的結構上的方法的此組合和定期解決的光學成像技術提供了無價的直接答案到結構和這些輕放射的列陣之間螢光屬性的關係」， Gang 說。
「我們的研究解決關於系統自集合的重要問題從多個類型要素的。 這樣系統可能地允許各自的要素屬性的模塊化，并且也許導致新的工作情況誕生由於集體的作用。 可以運用例如此集合途徑測試三維納諾光學列陣這樣集約行為 -，這個 plasmonic 格子的影響對數量小點。
「對這些交往的瞭解是與開發光致電壓， photocatalysis，計算和輕放射的應用的新穎的光學材料相關。 我們現在有進一步學習一個的途徑做這些結構和這些作用」。
此研究由科學母鹿辦公室資助。 除幫會和 Sfeir 之外， CFN 和上海焦鉗子大學的 Huiming Xiong 是此工作的一個共同執筆者。
功能 Nanomaterials 中心在 BNL 是五個母鹿 Nanoscale 科學研究中心，由科學母鹿辦公室支持學科研究的首要的國家用戶設施之一在 nanoscale。 同時 NSRCs 包括提供研究員以科技目前進步水平功能製造，處理，分析和模型 nanoscale 材料的套件補充設施和構成國家納米技術主動性的最大的基礎設施投資。 NSRCs 母鹿的 Argonne、 Brookhaven、勞倫斯伯克利，橡樹嶺和 Sandia 和洛斯阿拉莫斯國家實驗室位於。