«Звездную ночь» ван Гога скопировали с помощью ДНК-оригами

В основу работы легла методика направленной локализации ДНК-оригами с помощью электронной литографии, описанная Ротмундом в 2009 году. В рамках нового исследования команда сконструировала подложку с фотонно-кристаллическими полостями (PCCs), которые резонировали с волнами света длиной около 600 нанометров (глубокие оттенки красного). Затем они перемещали флуоресцентные молекулы с аналогичной длиной волн между полостями с шагом в 20 нанометров.

Одна PCC позволяла разместить в себе от нуля до семи ДНК-оригами, несущих флуоресцентные молекулы. Увеличивая или уменьшая концентрацию последних, ученые могли регулировать интенсивность излучения в каждой полости. В результате, задействовав 65536 PCCs (256x256 пикселей), команда сумела с высокой точностью воспроизвести монохромный вариант известного полотна голландского художника.

,

По словам ведущего автора работы Пола Ротмунда, методика может лечь в основу производства наноразмерных микросхем для компьютеров или использоваться для транспортировки веществ в организм. При этом программируемость ДНК-оригами позволяет создавать на их основе сложные самоорганизующиеся системы, но для этого необходимо обеспечить работу более масштабных массивов ДНК-оригами, способных вместе с тем взаимодействовать с другими элементами системы.

В ближайшее время ученые намерены добиться от флуоресцентных молекул большей стабильности и повысить срок их службы. В эксперименте молекулы «перегорали» спустя 45 секунд после того, как вступали в реакцию с кислородом, кроме того, излучение каждой из них было неоднородно. Не исключено, что решение этих задач также поможет исследователям в совершенствовании квантовых компьютеров.