|
Thesis
/ | ROMDOC-THESIS-2016-768 |
Filme subţiri pe bază de ADN funcţionalizat obţinute prin soft-nanotehnologii
Moldoveanu, Mirela
2010-02-29
Abstract: ABSTRACT Noile materiale nanostructurate pe bază de biopolimeri, în general, şi de ADN în special, posedă un vast potenţial aplicativ pentru îmbunătăţirea performanţelor dispozitivelor fotonice şi de prelucrare a informaţiilor la scară nanometrică. Cu toate acestea rolul ADN-ului asamblat nanofotonic şi interacţiunea sa cu componentele optic active ce alcătuiesc filmele subţiri ale acestor dispozitive nu este complet elucidat. Din acest motiv nu există încă o tehnologie adecvată pentru obţinerea filmelor subţiri pe bază de ADN şi transformarea acestor nanostructuri în materiale viabile şi din punct de vedere comercial. In acest context, dintre materialele testate până în prezent cele mai promiţătoare rezultate s-au obţinut cu filmele subţiri pe bază de ADN-CTMA în care s-a încorporat colorantul DR1. Pornind de la această premiză cercetarea originală a avut în vedere următoarele obiective: sinteza de noi materiale nanostructurate pe bază de ADN funcţionalizat pentru obţinerea de filme subţiri cu aplicaţii în fotonică, precum şi caracterizarea filmelor subţiri ADN – silice, obţinute, atât din punct de vedere structural cât şi al funcţionalităţii acestora, prin compararea cu filmele pe bază de ADN-CTMA, în vederea înţelegerii şi elucidării mecanismelor de interacţiune a ADN-ului cu componentele optic active ale filmelor subţiri. În cadrul primului obiectiv a fost elaborată o metodă de sinteză originală utilizând procedeul de microemulsionare combinat cu sol-gel. Astfel, au fost testate două sisteme de microemulsie ca agent template, cu scopul de a orienta autoorganizarea la scară nanometrică, iar combinarea cu procedeul sol-gel a furnizat matricea silicică de înglobare a ADN-ului, contribuind la amplificarea proprietăţilor optice ale noilor materiale. Cel de-al doilea obiectiv a cuprins atât elemente de caracterizare dimensională, morfologică şi structurală a noilor materiale ADN–silice, cât şi testarea celor două tipuri de filme subţiri din punct de vedere al stabilităţii lor foto-termice şi optice. Întrucât calitatea filmelor subţiri este determinată nu numai de matricea ADN ca atare, ci şi de capacitatea acesteia de a interacţiona cu componentele optic active ale filmelor, ultimul capitol cuprinde testarea unei serii de cromofori noi în vederea selectării sistemului optim ce asigură amplificarea fluorescenţei acestora prin intercalarea lor în structura dublu helix a ADN-ului. Modalitatea integratoare de abordare a tezei, pornind de la elemente de design molecular pe baza echlibrelor de faze implicate în procesele de microemulsionare, metodele moderne adecvate de caracterizare şi testare utilizate pentru interpretarea interacţiunilor inter- şi intramoleculare precum şi selectarea condiţiilor de sinteză a materialelor şi filmelor subţiri pe bază de ADN dopate cu cromofori pot fi considerate drept contribuţii originale la dezvoltarea materialelor nanostructurate utilizate pentru îmbunătăţirea perfomanţelor şi funcţionalităţii dispozitivelor fotonice. ABSTRACT Novel nanostructured materials based on biopolymers in general, and on DNA in particular, possess a vast applicative potential to improve the performances of photonic devices and information processing at nano scale. However, the role of DNA nano-photonically assembled and its interaction with optical active components of thin films of such devices is not completely elucidated. For this reason, there is no an adequate technology to obtain DNA based thin films and transformation of such nanostructures in viable materials for market purpose. In this context, among the materials recently tested the most promising results have been obtained with thin films based on DNA-CTMA complex where DR 1dye has been incorporated. Starting from these premises, the experimental research was focused on the following objectives: synthesis of new nanostructured materials based on DNA functionalized in order to obtain thin films for photonic applications and structural characterization and functionality of DNA-silica thin films by comparing with DNA-CTMA thin films in order to assure a deeper understanding and interpretation of interaction mechanisms of DNA with optical active components of thin films. Within the first objective, an original synthesis method has been elaborated by using microemulsification combined with sol-gel procedure. Two microemulsion systems have been tested as template agents with the aim to direct the self-organization at nanoscale, while combination with sol-gel procedure provided the silica matrix for DNA embedding, thus contributing to enhancement of optical properties of new materials. The second objective consisted both in dimensional, morfoligical and structural characterization of DNA-silica materials and also testing the two types of thin films for their optical and photo-thermal stability. Since the quality of thin films is determined not only by the DNA matrix itself, but also by its capacity to interact with optical active components of thin films, the last part of thesis presents the tests on a series of new chromofores in order to select the opimal system able to assure fluorescence enhancement by their intercalation within double stranded helix of DNA. This integrating approach of the thesis, starting from elements of molecular design based on phase diagrams involved in microemulsifying processes, combined with adequate modern methods for caracterizing and testing used for interpretation of inter- and intramolecular interacions, and completed with selection of synthesis conditions of materials and thin films based on DNA doped with cromophores, can be considered as original contributions to the development of nanostructured materials used for improving performances and functionality of photonic devices.
Keyword(s): Biopolimeri -- Fotonică -- Teză de doctorat ; Acidul dezoxiribonucleic (ADN) -- Biopolimeri -- Teză de doctorat ; Nanotehnologie -- Teză de doctorat ; Fizica straturilor subţiri -- Teză de doctorat
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files
Record created 2016-12-29, last modified 2016-12-29
Similar records
| People who viewed this page also viewed: |
|
|
Be the first to review this document.
Start a discussion about any aspect of this document.
guest ::