Teadlane: mis kartulitrükk? Tänapäeval trükime DNA-ga!
Kas kooli kunstiõpetuse tunnist kartuliga trükkimist mäletate? Soome, Taani, Eesti ja USA teadlased näitasid, kuidas saab DNA-d kasutada nagu kartulit ja trükkida selle abil erinevaid metallist nanostruktuure, mille abil saaks luua näiteks tõhusamaid päikesepatareisid.
Eelmisel reedel avaldas mainekas teadusajakiri Science Advances artikli, mis kirjeldab kuidas saab DNA-d kasutada metallist nanoosakeste valmistamiseks. Uurimus valmis Jyväskylä, Aalto, Aarhusi ülikoolide ja California tehnoloogiainstituudi teadlaste koostöös. Üks autoritest on Eestist pärit füüsik Siim Pikker, kes viibib hetkel Jyväskyla ülikoolis järeldoktorantuuris.
Uurimistöö käigus näitasid teadlased, kuidas saab DNA origami meetodil valmistatud DNA nanoosakesi kasutada metallist optiliste nanoantennide loomisel. DNA origami on meetod, kus kasutatakse kindla disainiga DNA juppe nagu LEGO klotse ja selle abil saab valmistada põhimõtteliselt mis tahes kujuga DNA struktuure.
Selle uurimuse raames loodi erineva kujuga DNA osakesi, mida kasutati n-ö templitena. Nendegavalmistati sama kujuga kullast osakesi. Need kullast osakesed töötavad valgusega vastasmõjus antennidena ja võimendavad metalli pinnaelektronide lainetuse tõttu (plasmon lained) valguse elektrivälja mitukümmend kuni mitusada korda.
Seetõttu on neid kullast nanoosakesi võimalik kasutada näiteks efektiivsemate päikesepatareide loomisel ja spektroskoopias, et mõõta üliväikseid ainekoguseid.
DALI meetodis kasutatakse kikilipsukujulist DNA origami templit ja selle alusel valmistatakse kullast nanoantenn, mille vahel toimub suur elektriväljade võimendus. Autor: M. Kostiainen
Täpsemalt kutsuvad teadlased oma kasutatud meetodit DNA assisteeritud litograafiaks (DALI).
Järgmine video selgitab, mis on DALI meetod. Autorid: M. Kostiainen ja V. Linko
Selle meetodi eelis teiste nanostruktuuride valmistamise meetodite, näiteks elektronkiirlitograafia ja fokusseeritud ioonkiirlitograafia ees on see, et DALI meetodil saab metallist nanostruktuuridega katta suhteliselt suure pinna, mis võib ulatuda mõnest ruutsentimeetritest mitme ruutmeetriteni.
Võrdluseks olgu öeldud, et täpsema, kuid oluliselt aeglasema meetodi elektronkiirlitograafiaga on ruutmeetrise pinna katmine ülikallis ja seetõttu praktiliselt mõeldamatu. DALI meetod aga võimaldab valmistada paralleelselt miljoneid ja miljardeid nanoantenne olenemata nende kujust.
Toimetaja: Marju Himma
