THREE-DIMENSIONAL STRUCTURES SELF-ASSEMBLED FROM DNA BRICKS

"Three-Dimensional Structures Self-Assembled from DNA Bricks". Y. Ke, L. L. Ong, W. M. Shih, P. Yin. SCIENCE 338, 1177 (2012). DOI: 10.1126/science.1227268

 http://www.sciencemag.org/content/338/6111/1177

Translation to spanish:

Los avances recientes en nanotecnología permiten la elaboración de estructuras tridimensionales utilizando como elementos de construcción al ADN. Estos elementos de construcción funcionan como piezas de LEGO que se interconectan. Cada uno estos nuevos elementos de nanoconstrucción están hechos de hélices sencillas de ADN, y cada hélice está hecha de 32 nucleótidos. Se pueden pensar como piezas de LEGO que tienen dos patas y dos huecos; una pata de una pieza es capaz de embonar en un hueco de otra pieza, pero sólo si las secuencias de ADN de las dos hélices que forman a la pata y al hueco son complementarias.

Los elementos de construcción pueden embonar en formando ángulos rectos, ésto permite formar estructuras tridimensionales, y bajo ciertas condiciones los elementos de construcción se autoorganizan. 

Aquí se muestra la construcción de un cubo. Cada elemento de construcción puede embonar con otro único elemento de construcción que tiene una única secuencia de ADN que es compatible con sólo una posición dentro del elemento de construcción. Se puede pensar al cubo como una estructura tridimensional consistente de 1000 voxels. Cada voxel está formado por 8 parejas de nucleótidos y mide aproximadamente 2.5 nanómetros. Para generar una estructura en particular se puede restringir la ubicación de los voxels antes de que se autoorganicen. 

Se generaron hasta 100 estructuras distintas en el laboratorio, utilizando 1000 voxels. Aquí se presentan algunas de estas estructuras, generadas por computadora, y aquí se presenta una imagen microscópica de las estructuras reales. Se espera que la capacidad de generar distintos tipos de estructuras tridimensionales pueda aumentar las aplicaciones que tiene la nanotecnología que funciona a base de ADN, entre las que se pudieran encontrar la fabricación de dispositivos sofisticados que imitan a maquinarias biosintéticas y el arreglo tridimensional de moléculas de gas para la fabricación de materiales funcionales.

ULRICH AWARD 2013

https://www.isgs.org/index.php/component/communicator/view/112/19

THIRD NANO TODAY CONFERENCE 2013

http://www.nanotoday2013.com/

TUNING THE OPTICAL PROPERTIES OF MESOPOROUS TiO2 FILMS BY NANOSCALE ENGINEERING

"Tuning the Optical Properties of Mesoporous TiO₂ Films by Nanoscale Engineering". B. Schwenzer, L. Wang, J. S. Swensen, A. B. Padmaperuma, G. Silverman, R. Korotkov, D. J. Gaspar. LANGMUIR 28, 10072 (2012). DOI: 10.1021/la301450h

The optical properties of spin-coated titanium dioxide films have been tuned by introducing mesoscale pores into the inorganic matrix. Differently sized pores were templated using Pluronic triblock copolymers as surfactants in the sol–gel precursor solutions and adjusted by varying the process parameters, such as the polymer concentration, annealing temperature, and time. The change in refractive index observed for different mesoporous anatase films annealed at 350, 400, or 450 °C directly correlates with changes in the pore size. Additionally, the index of refraction is influenced by the film thickness and the density of pores within the films. The band gap of these films is blue-shifted, presumably due to stress the introduction of pores exerts on the inorganic matrix. This study focused on elucidating the effect different templating materials (Pluronic F127 and P123) have on the pore size of the final mesoporous titania film and on understanding the relation of varying the polymer concentration (taking P123 as an example) in the sol–gel solution to the pore density and size in the resultant titania film. Titania thin film samples or corresponding titanium dioxide powders were characterized by X-ray diffraction, cross-section transmission electron microscopy, nitrogen adsorption, ellipsometery, UV/vis spectrometry, and other techniques to understand the interplay between mesoporosity and optical properties.

 Las propiedades ópticas de películas de dióxido de titanio, depositadas mediante spin-coating, han sido modificadas mediante la formación de mesoporos en la matriz inorgánica. Poros de distintos tamaños han sido producidos utilizando como molde copolímeros Pluronic tribloque, los cuales funcionan como tensoactivos en las soluciones sol-gel precursoras, y se ajustaron mediante la modificación de los parámetros de procesado, tales como la concentración de polímero, la temperatura de recocido, y el tiempo. El cambio que se observa en el índice de refracción para diversas películas mesoporosas de anatasa, recocidas a 350, 400 ó 450°C, se relaciona directamente con los cambios en las dimensiones de los poros. Adicionalmente, el índice de refracción se ve afectado por el espesor de la película y por la densidad de poros en las películas. La brecha de energía de estas películas se desplaza hacia el azul, posiblemente por la tensión que induce la formación de los poros sobre la matriz inorgánica. Este trabajo se centra en el estudio del efecto debido a distintos materiales usados como molde (Pluronic F127 y P123) sobre el tamaño de poro de las películas mesoporosas de dióxido de titanio, y en el entendimiento de la relación existente entre la variación de la concentración del polímero (tomando al P123 como ejemplo) en la solución sol-gel y la densidad y el tamaño de los poros resultantes en las películas de dióxido de titanio. Se caracterizaron películas delgadas y polvos de dióxido de titanio mediante difracción de rayos X, microscopia electrónica de transmisión, adsorción de nitrógeno, elipsometría, espectroscopia UV/visible, y mediante otras técnicas que permiten entender la relación existente entre la mesoporosidad y las propiedades ópticas.

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la301450h 

2013 NONLINEAR OPTICS MEETING

2013 OSA NONLINEAR OPTICS MEETING (JULY 21 -26, 2013; HAWAII)