ADN para varillas cuánticas

Ya han comenzado a comercializarse algunos televisores de pantalla plana que incorporan puntos cuánticos, pero ha sido más difícil crear conjuntos de los componentes que son una versión avanzada de los puntos cuánticos, las varillas cuánticas, para dispositivos comerciales. Las varillas cuánticas pueden controlar tanto la polarización como el color de la luz para generar imágenes 3D en televisores avanzados y en dispositivos de realidad virtual.

Usando andamios hechos de ADN plegado, unos ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos han ideado una nueva forma de ensamblar con precisión conjuntos de varillas cuánticas. Al depositar varillas cuánticas en un andamio de ADN de forma muy controlada, los investigadores pueden regular su orientación, que es un factor clave para determinar la polarización de la luz emitida por el conjunto. Esto facilita el agregar profundidad y dimensionalidad a una imagen.

Los métodos existentes para crear conjuntos de varillas cuánticas bien alineadas se basan en operaciones meramente mecánicas o eléctricas y solo han tenido un éxito limitado. Esto se debe a que la emisión de luz de alta eficiencia requiere que las varillas se mantengan a una distancia entre ellas no inferior a 10 nanómetros, para que no perjudiquen a la actividad de emisión de luz de sus varillas vecinas.

Para lograrlo, un equipo integrado, entre otros, por Chi Chen y Mark Bathe, del MIT; ideó una forma de unir varillas cuánticas a estructuras de origami de ADN en forma de diamante, que se pueden construir en el tamaño adecuado para mantener esa distancia. Estas estructuras de ADN luego se unen a una superficie, donde encajan como piezas de un rompecabezas.

El equipo del MIT ha empleado andamios de origami de ADN para crear estructuras muy precisas de varillas cuánticas, que son incorporables en LEDs para televisores de nueva generación y dispositivos de realidad virtual, entre otros aparatos. (Imagen: Xin Luo, Bathe BioNanoLab. CC BY-NC-ND 3.0)

El resultado final del proceso es que las varillas cuánticas se posicionan en el origami de ADN con la misma dirección deseada y manteniendo la separación adecuada entre ellas. El proceso, además, es más rápido que otras estrategias probadas.

Chen, Bathe y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo método en la revista académica Science Advances, bajo el título “Ultrafast dense DNA functionalization of quantum dots and rods for scalable 2D array fabrication with nanoscale precision”. (Fuente: NCYT de Amazings)