Al añadir tintes fluorescentes al ADN y después convertir dichas tiras de ADN en nanofibras, un grupo de investigadores de la Universidad de Connecticut han creado un nuevo material capaz de emitir una luz blanca brillante. El material absorbe la energía de la luz ultravioleta y proporciona distintos colores de luz—desde el azul al naranja o el blanco—dependiendo de las proporciones del tinte que contenga.

Estos investigadores, dirigidos por el profesor de química Gregory Sotzing, lograron crear unos dispositivos emisores de luz blanca mediante el recubrimiento de unos diodos de emisión de luz (LEDs) ultravioleta (UV) con este material. Son incluso capaces de ajustar el tono de blanco para hacerlo más cálido o frío, tal y como informan en un estudio publicado online en la revista Angewandte Chemie.

El nuevo material se podría utilizar para fabricar un novedoso tipo de bombilla orgánica. Los emisores de luz también deberían tener una mayor duración, puesto que el ADN es un tipo de polímero de mucha fuerza, afirma Sotzing. “Supera [en fuerza] ampliamente a otros tipos de polímeros,” señala, añadiendo que dura 50 veces más que los acrílicos.

Este material de ADN, de color ajustable, se basa en un mecanismo de transferencia de energía entre dos tintes fluorescentes distintos. La clave consiste en mantener las moléculas del tinte separadas a una distancia de 2 a 10 nanómetros una de otra. Cuando la luz UV se refleja en el material, un tinte absorbe la energía y produce una luz azul. Si la otra molécula de tinte se encuentra a la distancia apropiada, absorberá parte de esa energía de luz azul y emitirá una luz anaranjada.

Al modificar la proporción de los dos tintes, los investigadores son capaces de alterar el color combinado de la luz que emite el material. Por ejemplo, si se incrementa la proporción de tinte en el ADN de un 1,33 por ciento a un 10 por ciento, se puede cambiar la luz blanca entre un tono más cálido o frío. “Al ir a través de todo el espectro de blanco, si lo que se desea es una luz suave y amarilla, o azul, esto se puede conseguir fácilmente con el sistema de ADN,” afirma Sotzing.

Hay quienes utilizan materiales nanoestructurados tales como las nanopartículas de sílice y bloquean los copolímeros—materiales autoensamblados que contienen dos cadenas de polímeros unidas entre sí—para poder obtener el espaciado correcto entre los dos tintes. No obstante, afirma David Walt, profesor de química en la Universidad de Tufts, “la ventaja del sistema actual es que las fibras de ADN orientan los tintes de forma óptima para que se produzca la transferencia de energía fluorescente de forma eficiente.” Es más, cuando se usan grandes cantidades de tinte en los otros materiales, comienzan a agregarse. Esto tiene dos efectos: reduce la transferencia de energía entre ellos, apagando la cantidad de luz que se produce, y también impide realizar ajustes de color con precisión.

Para fabricar las fibras, Sotzing y sus colegas fabricaron una solución de ADN de salmón y la mezclaron en en los dos tipos de tinte. La solución se bombea lentamente desde una fina aguja, y después se aplica voltaje entre la punta de la aguja y un plato de cobre cubierto con una rampa de vidrio. Al salir el chorro de líquido, se seca y forma unas largas nanofibras que se depositan en la rampa de vidrio como si fueran una alfombra. Después, los investigadores hilan esta alfombra de nanofibras directamente sobre la superficie de un LED ultravioleta para fabricar un emisor de luz blanca.

Durante el proceso de hilado de la fibra, las dos moléculas de tinte distintas se unen automáticamente a dos localizaciones distintas en el ADN. Los investigadores descubrieron en estudios anteriores que las alfombras de nanofibras producen luz 10 veces más brillante que las películas finas de ADN con tinte.

“Es un estudio realmente genial, y creo que resulta muy prometedor a nivel práctico,” afirma Aaron Clapp, profesor de ingeniería química y biológica en la Universidad del Estado de Iowa. “No obstante, da la impresión de que la forma de lograrlo es muy compleja.”

Clapp cree que en vez de depender de la transferencia de energía entre los dos tintes fluorescentes, se podría conseguir el color deseado con sólo cambiar las proporciones.

Sin embargo, cada tinte requeriría una fuente de energía de entrada distinta en vez de sólo una fuente UV, señala Sotzing. Es más, la transferencia de energía entre los dos tintes proporciona un mejor control sobre el color de la luz de salida.

Walt afirma que puede que resulte posible utilizar el primer tinte para transferir energía a múltiples tintes y obtener así un rango de colores más amplio. “Los resultados obtenidos sugieren que los emisores de luz a partir de transferencias de energía de ADN resultan muy prometedores,” señala Walt, “ aunque finalmente su utilidad dependerá de factores tales como la duración vital del dispositivo y la eficiencia de la potencia.”