I ricercatori dell’Università di Toronto costruiscono un’antenna per la luce

August 04, 2011

Ricercatori dell’Università di Toronto, guidati dai Professori Shana Kelley e Ted Sargent, hanno preso ispirazione dall’apparato foto sintetico delle piante per progettare una nuova generazione di nano-materiale (che loro nominano ‘molecole artificiali’) che controlla e dirige l’energia assorbita dalla luce. “I nano-tecnologi per molti anni sono rimasti affascinati dai punti quantici (particelle di semiconduttori che possono assorbire ed emettere in modo efficiente la luce, a misura scelta di lunghezze d’onda. La comunità non ha attuato una strategia per costruire strutture sovra-ordinate o complesse per diversi tipi di punti quantici. Questa scoperta colma la laguna.” spiega Kelley, professore alla Leslie Dan Facoltà di Farmacia. Il team ha unito la sua esperienza nel DNA e nei semiconduttori inventando una strategia generalizzata: legare determinate classi di nano-particelle una con l’altra. Il merito di questo notevole risultato va effettivamente al DNA: il suo alto grado di specificità – il modo che ha di legarsi solo ad una sequenza complementare - ci ha permesso di costruire e progettare razionalmente, delle strutture fuori dai nano-materiali ", afferma Sargent, professore del Edward S. Rogers Sr. Dipartimento di Ingegneria elettrica e Informatica presso l'Università di Toronto. Inoltre afferma che: "La cosa sorprendente è che le nostre antenne si sono costruite da loro - abbiamo ricoperto diverse classi di nano-particelle con sequenze di DNA selezionate, combinate con famiglie differenti in un beaker, e la natura ha fatto il suo corso. Il risultato è una bella serie di nuovi materiali auto-assemblati dalle proprietà emozionanti." Le antenne tradizionali aumentano la quantità di un'onda elettromagnetica - come ad esempio una frequenza radio - che viene assorbita, e incanala quell'energia in un circuito. Le nano-antenne dell’Università di Toronto invece, aumentato la quantità di luce che viene assorbita e incanalata in un unico sito all'interno della loro molecola simil-complessa. Questo concetto è già utilizzato in natura in antenne che raccolgono la luce, costituita da foglie che rendono efficiente la fotosintesi. "Come per le antenne radio e dei telefoni cellulari, i nostri complessi catturano l'energia dispersa e la concentrano in una posizione desiderata. Così come le antenne luce, raccolta nelle foglie di un albero, i nostri complessi utilizzando delle lunghezze d'onda che si trovano nella luce del sole. Questo lavoro dimostra la crescente capacità di assemblare strutture precise, per adattarne le proprietà, utilizzando gli stimoli esterni.” spiega Sargent.