Los televisores de pantalla plana incorporan varillas cuánticas que pueden controlar tanto la polarización como el color de la luz, para generar imágenes en 3D en dispositivos de realidad virtual (VR). Los ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han ideado una nueva forma de ensamblar con precisión conjuntos de varillas cuánticas.
Al depositar barras cuánticas en una estructura de ADN de forma altamente controlada, los investigadores pueden regular su orientación, que es un factor clave para determinar la polarización de la luz emitida por la matriz. Esto facilita la agregación de profundidad y dimensionalidad a una escena virtual.
El ADN, una molécula altamente estable y programable, es un material de construcción óptimo para estructuras diminutas que podrían usarse para una variedad de aplicaciones, incluida la administración de medicamentos, actuar como biosensores o formar andamios para materiales que captan luz.
Los enfoques existentes que crean conjuntos alineados de varillas cuánticas mediante el roce mecánico con una tela o un campo eléctrico para barrer las varillas en una dirección solo han tenido un éxito limitado. Esto se debe a que la emisión de luz de alta eficiencia requiere que las barras se mantengan a una distancia de al menos 10 nanómetros entre sí, para que no apaguen o supriman la actividad emisora de luz de sus vecinas.
Método de unión de las varillas cuánticas
Para lograrlo, los investigadores idearon una forma de unir varillas cuánticas a estructuras de origami de ADN con forma de diamante, que pueden construirse con el tamaño adecuado para mantener esa distancia. Luego, estas estructuras de ADN se unen a una superficie, donde encajan como piezas de un rompecabezas.
Como primer paso para que este enfoque funcionara, los investigadores tuvieron que idear una manera de unir hebras de ADN a las barras cuánticas. Para ello, los investigadores desarrollaron un proceso que implica emulsionar el ADN en una mezcla con las varillas cuánticas, para posteriormente deshidratar rápidamente la mezcla, lo que permite que las moléculas de ADN formen una capa densa en la superficie de las varillas.
Estas hebras de ADN actúan entonces como velcro, ayudando a que las varillas cuánticas se adhieran a una plantilla de origami de ADN, que forma una película delgada que recubre una superficie de silicato. Esta fina película de ADN se forma primero mediante autoensamblaje uniendo plantillas de ADN vecinas mediante hebras de ADN que sobresalen a lo largo de sus bordes.
Los investigadores ahora esperan crear superficies a escala de oblea con patrones grabados, lo que podría permitirles escalar su diseño a disposiciones de varillas cuánticas a escala de dispositivo para numerosas aplicaciones, más allá de los microLED o la realidad aumentada/virtual.