Галимнәр наносизацияләнгән материаль компонентларны, яки "нано-әйберләрне", төрле типтагы - органик булмаган яки органик - кирәкле 3-D структураларына җыю өчен мәйданчык уйлап таптылар. Selfз-үзеңне җыю (SA) берничә төрдәге наноматериалларны оештыру өчен уңышлы кулланылса да, процесс бик системалы, материалларның эчке үзенчәлекләренә нигезләнеп төрле структуралар тудырды. Бүген Табигать материалларында бастырылган кәгазьдә хәбәр ителгәнчә, аларның яңа ДНК программалаштырыла торган нанофабрикат платформасы наноскалда (метрның миллиардтан бер өлеше) уникаль оптик, химик һәм башка үзенчәлекләр барлыкка килгән 3-D материалны бер үк билгеләнгән тәртиптә оештыру өчен кулланылырга мөмкин.
"SA практик кушымталар сайлау ысулы түгеллегенең төп сәбәпләренең берсе - бер үк SA процессын төрле нанокомпонентлардан бер үк 3-D заказлы массивлар ясау өчен кулланып булмый", - дип аңлатты автор Олег Ганг, Функциональ Наноматериаллар Centerзәгенең йомшак һәм био наноматериаллар төркеме лидеры (CFN) - АКШ Энергетика Департаменты (Энергия Фабрикасы). Колумбия инженериясендә гамәли физика һәм материаллар фәненең. "Монда без SA процессын материаль үзлекләрдән аердык, каты полиедраль ДНК рамкаларын эшләп, төрле органик булмаган яки органик нано-әйберләрне, шул исәптән металл, ярымүткәргечләр, хәтта протеиннар һәм ферментлар.
Галимнәр синтетик ДНК рамкаларын куб, октадрон һәм тетрадрон формасында эшләделәр. Рамкалар эчендә ДНК “куллары” бар, алар тулы ДНК эзлеклелеге белән нано-әйберләр генә бәйли ала. Бу материаль воксельләр - ДНК каркасы һәм нано-объектның интеграциясе - макроскаль 3-D структуралар ясап була торган блоклар. Рамкалар бер-берсенә тоташалар, нинди нано-объект эчендә (яки булмаса), алар үз өсләрендә кодланган тулыландыру эзлеклелеге буенча. Аларның формасына карап, рамкаларның саны төрле, шуңа күрә бөтенләй башка структуралар барлыкка килә. Рамкалар эчендә урнашкан теләсә нинди нано-әйберләр шул конкрет структураны ала.
Assemblyыю ысулын күрсәтү өчен, галимнәр металл (алтын) һәм ярымүткәргеч (кадмий селенид) нанопартикларын һәм бактерия протеинын (стрептавидин) ДНК рамкаларына урнаштырыла торган органик булмаган һәм органик нано-әйберләр итеп сайладылар. Беренчедән, алар ДНК рамкаларының тулылыгын һәм CFN Электрон Микроскопия Корылмасында һәм Ван Андел Институтында биологик үрнәкләр өчен криогеник температурада эшләүче инструментлар комплекты булган электрон микроскоплар белән күзаллау ярдәмендә материаль воксельләр формалашуын расладылар. Аннары алар 3-D такталы корылмаларны Когерент каты рентген тарату һәм катлаулы материаллар Милли синхротрон яктылык чыганагы II (NSLS-II) - Брукхавен лабораториясендә тагын бер DOE Фән куллану учреждениесе тикшерделәр. Колумбия инженериясе Быховский химия инженериясе профессоры Санат Кумар һәм аның төркеме исәпләү моделен ясадылар, эксперименталь күзәтелгән такталар структуралары (рентген тарату үрнәкләренә нигезләнеп) материаль воксельләр формалаша алган иң термодинамик тотрыклы булуларын ачыкладылар.
"Бу материаль воксельләр безгә атомнардан (һәм молекулалардан) һәм алар формалашкан кристалллардан алынган идеяларны куллана башларга мөмкинлек бирә, һәм бу зур белем һәм мәгълүмат базасын наноскалда кызыксыну системасына күчерә", - дип аңлатты Кумар.
Колумбиядәге банд студентлары аннары җыю платформасының химик һәм оптик функцияләр белән ике төрле материалны оештыру өчен ничек кулланылуын күрсәттеләр. Бер очракта, алар ике ферментны бергә тупладылар, югары төрү тыгызлыгы белән 3-D массив ясадылар. Ферментлар химик яктан үзгәрмәсәләр дә, алар фермент активлыгының дүрт тапкыр артуын күрсәттеләр. Бу "нанореакторлар" каскад реакцияләрен манипуляцияләү һәм химик актив материаллар ясарга мөмкинлек бирү өчен кулланылырга мөмкин. Оптик материал күрсәтү өчен, алар квант нокталарының ике төрле төсләрен куштылар - кечкенә нанокристаллар, алар югары төсле туену һәм яктылык белән телевизор күрсәтү өчен кулланыла. Флуоресцент микроскоп белән төшерелгән рәсемнәр күрсәткәнчә, формалашкан такталар яктылыкның дифракция чикләреннән (дулкын озынлыгы) түбән төс чисталыгын саклаган; бу мөлкәт төрле дисплейда һәм оптик элемтә технологияләрендә зур резолюцияне яхшыртырга мөмкинлек бирә ала.
"Без материалларның ничек формалашуы һәм аларның ничек эшләве турында яңадан уйларга тиеш", диде Ганг. "Материалны яңадан эшкәртү кирәк булмаска мөмкин; булган материалларны яңа ысуллар белән төрү аларның үзлекләрен арттырырга мөмкин. Потенциаль рәвештә, безнең платформа" кечерәк масштабларда һәм зуррак материаль төрлелектә һәм конструкцияләнгән композицияләр белән материалларны контрольдә тоту өчен "3-D полиграфия җитештерү" технологиясе булырга мөмкин.
DOE / Брукхавен милли лабораториясе белән тәэмин ителгән материаллар. Искәрмә: Эчтәлек стиль һәм озынлык өчен үзгәртелергә мөмкин.
ScienceDaily-ның бушлай электрон почта хәбәрләре белән көн саен һәм атна саен яңартыла торган соңгы яңалыклар алыгыз. Яисә RSS укучыгызда сәгать саен яңартылган яңалыкларны карагыз:
ScienceDaily турында нәрсә уйлаганыгызны әйтегез - без уңай һәм тискәре аңлатмаларны хуплыйбыз. Сайтны куллануда проблемалар бармы? Сораулар?
Пост вакыты: Июль-04-2022