Disse nanopartikel-baserede selvsamlende materialer er så stabile, at de kan svæve i rummet. Videnskabsmænd
Materialernes egenskaber i nanoskalaen er forskellige, ogForskere har længe studeret, hvordan man bruger disse små materialer - 1.000 til 10.000 gange tyndere end et menneskehår - i alt fra at lave sensorer til telefoner til at lave hurtigere chips til bærbare computere. Fabrikationsmetoderne var imidlertid komplekse, når man realiserede 3D-nanoarchitectures. DNA-nanoteknologi gør det muligt at skabe komplekst organiserede materialer fra nanopartikler ved selvmontering, men i betragtning af den bløde og miljøafhængige karakter af DNA kan sådanne materialer kun være stabile under et snævert interval af betingelser. I modsætning hertil kan nydannede materialer nu bruges i en bred vifte af applikationer, hvor disse tekniske konstruktioner er nødvendige. Mens traditionel nanofabrikation er fremragende til at skabe plane strukturer, gør den nye teknik det muligt at fremstille tredimensionelle nanomaterialer, der bliver vigtige for mange elektroniske, optiske og energiprogrammer.
Ny forskning viser effektiviteten metode til at omdanne tredimensionelle gitter af DNA-nanopartikler til kopier af silica, samtidig med at topologien af interpartikelbindinger opretholdes på grund af DNA-strukturer og integriteten af organisationen af nanopartikler. Silica fungerer godt, fordi det hjælper med at bevare nanostrukturen i det overordnede DNA-gitter, danner en stærk struktur og ikke påvirker arrangementet af nanopartiklerne.
”DNA i sådanne gitter får egenskabernesilica. Det bliver stabilt i luften og kan tørres, hvilket for første gang muliggør 3D-nanoskalaanalyse af materialet i det virkelige rum. Derudover giver silica styrke og kemisk stabilitet, er billigt og kan modificeres efter behov, hvilket gør det til et praktisk materiale."
Aaron Michelson, Columbia Engineering.
For at finde ud af mere om egenskaberne ved deresnanostrukturer eksponerede holdet de silica-transformerede DNA-nanopartikellister under ekstreme forhold: høje temperaturer over 10.000 ° C og høje mekaniske belastninger på over 8 GPa (ca. 80.000 gange mere end atmosfærisk tryk eller 80 gange mere end i det dybeste sted for havet - Mariana Trench) og studerede disse processer på stedet. For at vurdere strukturernes levedygtighed til brug og yderligere behandlingstrin udsatte forskerne dem også for høje doser stråling og fokuserede ionstråler.
"Vores analyse af anvendeligheden af disse strukturer ikombineret med traditionelle nanofremstillingsmetoder demonstrerer en virkelig robust platform til at skabe elastiske nanomaterialer ved hjælp af DNA-baserede tilgange til at opdage deres nye egenskaber. Dette er et stort skridt fremad, da disse specielle egenskaber betyder, at vi kan bruge vores 3D nanomateriale-samling og stadig har adgang til hele rækken af behandlingstrin af konventionelle materialer. Denne integration af nye og traditionelle nanofremstillingsmetoder er nødvendig for at opnå fremskridt inden for mekanik og elektronik, plasmonik, fotonik, superledning og energiske materialer."
Oleg Gang, professor i kemiteknik, anvendt fysik og materialevidenskab
Computere er fremstillet af silicium i over 40 år.Det tog 40 år at bringe produktionen af plane strukturer og enheder ned på ca. 10 nm. Nu kan vi fremstille og samle nanoobjekter i et reagensglas om et par timer uden dyre værktøjer. Otte milliarder forbindelser på et enkelt gitter kan nu organiseres til selvsamling ved hjælp af nanoskala processer, som vi kan designe. Hver forbindelse kan være en transistor, en sensor eller en optisk emitter - som hver kan være en lagret databit. Mens Moores lov bremser, nærmer sig DNA-samlingsprogrammerbarheden nul for at drive os fremad med at løse problemer i nye materialer og nanofabricering. Selvom dette var ekstremt vanskeligt for nuværende metoder, er det ekstremt vigtigt for nye teknologier.
Læs også:
Fysikere har skabt en analog til et sort hul og bekræftet Hawkings teori. Hvor det fører hen?
Hør NASAs udholdenhedsrover bevæge sig over Mars.
Mennesker kan modstå meget lave temperaturer, selv uden varmekilder.