Новият 3D ДНК материал е толкова силен, че може да лети в космоса

Тези самосглобяващи се материали на основата на наночастици са толкова стабилни, че могат даУчени

са успели да трансформират триизмерната архитектура на ДНК наночастиците от течно състояние в твърдо състояние, където силициевият диоксид подобряваТози нов материал напълно запазваТова позволи на учените да проучат за първи път как тези наноматериали могат дада се справят със суровите условия, как се формират и какви са техните свойства.

Свойствата на материалите в наномащаба са различни, иИзследователите отдавна изучават как да използват тези миниатюрни материали - 1000 до 10 000 пъти по-тънки от човешки косъм - във всичко, от правенето на сензори за телефони до правенето на по-бързи чипове за лаптопи. Методите за производство обаче са били сложни при реализирането на 3D наноархитектури. ДНК нанотехнологиите позволяват да се създават сложно организирани материали от наночастици чрез самосглобяване, но предвид меката и екологично зависима природа на ДНК, такива материали могат да бъдат стабилни само при тесен диапазон от условия. За разлика от тях, новообразуваните материали вече могат да се използват в широк спектър от приложения, където се изискват тези инженерни проекти. Докато традиционната наноизработка е отлична за създаване на равнинни структури, новата техника дава възможност да се произвеждат триизмерни наноматериали, които стават съществени за много електронни, оптични и енергийни приложения.

Ново изследване показва ефективностметод за трансформиране на триизмерни решетки на ДНК наночастици в копия на силициев диоксид, като същевременно се запазва топологията на междучастичните връзки, дължащи се на ДНК структури и целостта на организацията на наночастиците. Силицият работи добре, защото помага да се запази наноструктурата на родителската решетка на ДНК, образува силна структура и не влияе върху подреждането на наночастиците.

"ДНК в такива решетки придобива свойствата на silica.It става стабилна във въздуха, може да бъде изсушена, което ви позволява даЗа първи път да се извърши триизмерен наномащабен анализ на материал в реално пространство.якост и химическа стабилност, не изисква висока цена и можеда бъдат модифицирани, ако е необходимо, до удобния материал."

Арън Майкелсън, Columbia Engineering.

За да разберете повече за свойствата на технитенаноструктури, екипът е изложил решетките от наночастици, трансформирани от силициев двуокис, при екстремни условия: високи температури над 10 000 ° C и високи механични напрежения над 8 GPa (около 80 000 пъти повече от атмосферното налягане или 80 пъти повече, отколкото в най-дълбокото място на океана - Марианската падина), и проучи тези процеси на място. За да оценят жизнеспособността на структурите за използване и по-нататъшни стъпки за обработка, изследователите също ги излагат на високи дози радиация и фокусирани йонни лъчи.

"Нашият анализ на приложимостта на тези структури, съчетан с традиционните методи за нанопроизводство, демонстриранаистина стабилна платформа за създаване на устойчиви наноматериали, използвайки подходи, базирани на ДНК, за откриване на техните нови свойства.Това е голяма стъпка напред, тъй като тези специални свойства означават, че можем да използваме нашия 3D наноматериал и все още да имаме достъп до пълната гама от конвенционални стъпки за обработка на материали.Тази интеграция на нови и традиционни методи за нанопроизводство е от съществено значение за постигане на напредък в механиката и електрониката, плазмониката, фотониката, свръхпроводимостта и енергийните материали. "

Олег Ганг, професор по инженерна химия, приложна физика и материалознание

Компютрите се произвеждат от силиций повече от 40 години.Отне 40 години, за да се намали производството на равнинни структури и устройства до около 10 nm. Сега можем да правим и сглобяваме нанообекти в епруветка за няколко часа без скъпи инструменти. Осем милиарда съединения на една решетка вече могат да бъдат организирани да се самосглобяват с помощта на наноразмерни процеси, които можем да проектираме. Всяка връзка може да бъде транзистор, сензор или оптичен излъчвател - всеки от които може да бъде съхранен бит за данни. Докато законът на Мур се забавя, програмируемостта на сглобяването на ДНК се доближава до нула, за да ни тласне напред в решаването на проблеми в новите материали и нанофабриката. Въпреки че това беше изключително трудно за сегашните методи, то е изключително важно за новите технологии.

Прочетете също:

Физиците са създали аналог на черна дупка и са потвърдили теорията на Хокинг. Къде води?

Чуйте марсохода на НАСА за постоянство, който се движи през Марс.

Хората могат да издържат на много ниски температури дори без източници на топлина.