Photochromism - Logic and Biologic Approaches

Doctoral thesis, 2013

Fotokromism är förmågan för ett ämne att ändra färg vid exponering av ljus. En känd tillämpning av detta fenomen är fotokroma solglasögon som blir mörkare när de utsätts för solljus (UV-ljus) men som inomhus återgår till att vara nästan genomskinliga. Men denna färgändring är egentligen ett resultat av en omstrukturering av molekylernas bindningar vilket påverkar fler egenskaper än färgen. Fotokromer kan därför potentiellt användas i många andra avseenden. I min forskning har jag studerat ett antal fotokromer och undersökt hur deras reaktion med ljus kan användas inom molekylär logik och inom biologin. Med molekylär logik menas användandet av molekyler till att göra logiska operationer på samma sätt som de som utförs i alla elektroniska kretsar. Det härstammar från idén om att göra något ännu mindre än transistorn vilket i praktiken innbär att man får gå ner på molekylnivå. Fotokromer som binärt kan byta egenskaper med hjälp av ljus har därför visat sig vara mycket bra kandidater för att åstadkomma logiska operationer vilket jag har visat med hjälp av bland annat ett molekylärt minne och en logisk krets. Jag har också undersökt hur en fotokrom endast i sin ena form kan binda till DNA med hjälp av ljus för att på så sätt åstadkomma ljuskontrollerad DNA-bindning. Denna effekt kan potentiellt ha användning vid framtida läkemedel inom cancerforskning även om min forskning i många avseenden bara demonstrerat principen.