Van smartphones en tablets tot computermonitoren en interactieve tv-schermen, elektronische displays zijn overal. Als de vraag naar instant, constante communicatie groeit, zo ook de urgentie voor handigere draagbare apparaten - vooral apparaten, zoals computerschermen, die gemakkelijk kan worden opgerold en opgeborgen, in plaats van een vlak oppervlak nodig te hebben voor opslag en transport.

Een nieuwe studie van de Universiteit van Tel Aviv, onlangs gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie , suggereert dat een nieuwe DNA-peptidestructuur kan worden gebruikt om dunne, transparant, en flexibele schermen. Het onderzoek, uitgevoerd door Prof. Ehud Gazit en promovendus Or Berger van de afdeling Moleculaire Microbiologie en Biotechnologie van de Faculteit der Levenswetenschappen van de TAU, in samenwerking met Dr. Yuval Ebenstein en Prof. Fernando Patolsky van de School of Chemistry aan de Faculteit Exacte Wetenschappen van de TAU, maakt gebruik van bionanotechnologie om een ​​volledige reeks kleuren uit te stralen in één plooibare pixellaag, in tegenstelling tot de verschillende starre lagen die de huidige schermen vormen.

"Ons materiaal is licht, biologisch, en milieuvriendelijk, " zei Prof. Gazit. "Het is flexibel, en een enkele laag straalt hetzelfde lichtbereik uit dat tegenwoordig meerdere lagen vereist. Door slechts één laag te gebruiken, u de productiekosten drastisch kunt minimaliseren, wat ook zal leiden tot lagere prijzen voor de consument."

Van genen tot schermen

Voor het doel van de studie, een deel van Berger's Ph.D. stelling, de onderzoekers testten verschillende combinaties van peptiden:korte eiwitfragmenten, ingebed met DNA-elementen die de zelfassemblage van een unieke moleculaire architectuur vergemakkelijken.

Peptiden en DNA zijn twee van de meest elementaire bouwstenen van het leven. Elke cel van elke levensvorm is samengesteld uit dergelijke bouwstenen. Op het gebied van bionanotechnologie, wetenschappers gebruiken deze bouwstenen om nieuwe technologieën te ontwikkelen met eigenschappen die niet beschikbaar zijn voor anorganische materialen zoals plastic en metaal.

"Ons laboratorium werkt al meer dan tien jaar aan peptide-nanotechnologie, maar DNA-nanotechnologie is ook een apart en fascinerend gebied. Toen ik aan mijn doctoraatsstudie begon, Ik wilde proberen de twee benaderingen samen te brengen, " zei Berger. "In deze studie, we hebben ons gericht op PNA - peptide-nucleïnezuur, een synthetisch hybride molecuul van peptiden en DNA. We hebben verschillende PNA-sequenties ontworpen en gesynthetiseerd, en probeerden er nanometrische architecturen mee te bouwen."

Met behulp van methoden zoals elektronenmicroscopie en röntgenkristallografie, ontdekten de onderzoekers dat drie van de moleculen die ze synthetiseerden zichzelf konden assembleren, in een paar minuten, in geordende structuren. De structuren leken op de natuurlijke dubbele helixvorm van DNA, maar vertoonden ook peptidekenmerken. Dit resulteerde in een zeer unieke moleculaire rangschikking die de dualiteit van het nieuwe materiaal weerspiegelt.

"Toen we de DNA-achtige organisatie ontdekten, we hebben het vermogen van de structuren getest om te binden aan DNA-specifieke fluorescerende kleurstoffen, "zei Berger. "Tot onze verbazing, het controlemonster, zonder toegevoegde kleurstof, straalde dezelfde fluorescentie uit als de variabele. Dit bewees dat de organische structuur zelf van nature fluorescerend is."

Over de regenboog

De structuren bleken in elke kleur licht uit te stralen, in tegenstelling tot andere fluorescerende materialen die slechts in één specifieke kleur schijnen. Bovendien, lichtemissie werd ook waargenomen als reactie op elektrische spanning, waardoor het een perfecte kandidaat is voor opto-elektronische apparaten zoals beeldschermen.