Kuantum çubuk dizileri TV’leri veya sanal gerçeklik cihazlarını geliştirebilir
Kuantum noktalarını içeren düz ekran TV’ler artık ticari olarak mevcuttur, ancak ticari cihazlar için uzun kuzenleri olan kuantum çubuklarından diziler oluşturmak daha zor olmuştur. Kuantum çubuklar, sanal gerçeklik cihazları için 3 boyutlu görüntüler oluşturmak amacıyla ışığın hem polarizasyonunu hem de rengini kontrol edebilir. Katlanmış DNA’dan yapılmış yapı iskelelerini kullanan mühendisler, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü kuantum çubuk dizilerini bir araya getirmenin kesin bir yolunu geliştirdiler.
Araştırmacılar, kuantum çubuklarını bir DNA iskelesine son derece kontrollü bir şekilde yerleştirerek, dizi tarafından yayılan ışığın polarizasyonunu belirlemede önemli bir faktör olan çubukların yönelimini düzenleyebilir ve böylece sanal bir sahneye derinlik ve boyut eklemeyi kolaylaştırabilir. .
Araştırma kısmen ABD tarafından finanse edildi. ABD Ulusal Bilim Vakfıve makale şu adreste yayınlandı: Bilim Gelişmeleri.
MIT biyolojik mühendisi ve yeni çalışmanın kıdemli yazarı Mark Bathe’in de aralarında bulunduğu mühendisler, DNA’dan yapılmış nano ölçekli yapıların tasarımına ve imalatına öncülük ettiler. — DNA origami olarak da bilinir — son 15 yıldır. Son derece kararlı ve programlanabilir bir molekül olan DNA, ilaç dağıtımı, biyosensör görevi görme veya ışık toplayan malzemeler için iskele oluşturma gibi çeşitli uygulamalarda kullanılabilecek küçük yapılar için ideal bir yapı malzemesidir.
Bathe’in ekibi, kuantum çubuklarını 2 boyutlu diziler halinde düzenleme sorununun üstesinden geldi; bu zordu çünkü çubukların aynı yönde hizalanması gerekiyordu. Çubukları bir yöne doğru süpürmek için bir kumaşla mekanik sürtünme veya bir elektrik alanı kullanarak hizalanmış kuantum çubuk dizileri oluşturan mevcut yaklaşımlarla sınırlı başarı elde edilmiştir.
Araştırmacılar, kuantum çubuklarını elmas şeklindeki DNA origami yapılarına bağlamanın bir yolunu buldular; bunlar daha sonra yapboz parçaları gibi birbirine oturacakları bir yüzeye bağlandı.
Bu yaklaşımın işe yaraması için ilk adım olarak araştırmacıların DNA iplikçiklerini kuantum çubuklara bağlamanın bir yolunu bulmaları gerekiyordu. DNA iplikçikleri daha sonra Velcro gibi davranarak kuantum çubuklarının bir DNA origami şablonuna yapışmasına yardımcı olarak silikat yüzeyi kaplayan ince bir film oluşturur.
Araştırmacılar artık mikroLED’lerin veya artırılmış gerçeklik/sanal gerçekliğin ötesinde çok sayıda uygulama için tasarımlarını kuantum çubukların cihaz ölçeğindeki düzenlemelerine göre ayarlamalarına olanak tanıyabilecek, kazınmış desenlere sahip levha ölçeğinde yüzeyler oluşturmayı umuyor.
NSF Bilgisayar ve Bilişim Bilimi ve Mühendisliği direktör yardımcısı Margaret Martonosi, “NSF finansmanı, bilim anlayışımızı geliştiren ve devrim niteliğindeki teknolojilere kapılar açan bilgisayar araştırmalarında yeni ufukların kilidini açmada çok önemli bir rol oynuyor” dedi. “Kuantum çubuk dizilerini birleştirmek için DNA iskelelerinden yararlanma konusundaki son başarı, bu tür yatırımların dönüştürücü potansiyelini gösteriyor.”