安全な通信にレーザ、生物学的レーザで情報をエンコード

July, 4, 2023, Singapore--世界は、毎日約2.5京バイトのデータを生成している。情報のこの爆発の中で、情報暗号化、偽造防止や安全な通信技術が出てきた。

敏感な酵素ベースの反応を利用して南洋理工大学(NTU)の電気・電子工学、化学、化学工学、バイオテクノロジーのChen Yu-Cheng助教をリーダーとするNTUの研究チームは、生物学的レーザを使って情報をエンコードする新方法を開発した。

研究チームは、海藻から得たポリマ、アルギン酸の液滴に光を照射することでレーザを生成した。アルギン酸液滴は、ファブリペローマイクロキャビティとして知られるキャビティにサンドイッチされている。つぎにチームは、アルギン酸を劣化されるためにアルギン酸リアーゼと言う酵素を使った。これにより液滴は膨らみ、放出レーザの波長がシフトする。

液滴の反応レートとサイズを制御することで、研究チームは、そのレーザを使って情報を暗号化できる。それは、湿度の変化のような一定の環境刺激の下でのみ明らかにされる。

「生物学とフォトニクスの統合は、セキュアな通信やスマートセンサにおける新しいアプリケーションに道を開く」とNanyang Asst Prof Chenは、話している。

「バイオプログラマブルレーザの開発研究は、これらのアプリケーションの未来で重要なステップとなっている」。

論文
“Enzyme-programmable microgel lasers for information encoding and anti-counterfeiting” was featured on the front cover of the March issue of Advanced Materials (2022), DOI: 10.1002/adma.202107809.