Estos materiales autoensamblables basados en nanopartículas son tan estables que pueden flotar en el espacio. Científicos
Las propiedades de los materiales a nanoescala son diferentes, yLos investigadores llevan mucho tiempo estudiando cómo utilizar estos pequeños materiales, entre 1.000 y 10.000 veces más delgados que un cabello humano, en todo, desde la fabricación de sensores para teléfonos hasta la fabricación de chips más rápidos para portátiles. Sin embargo, los métodos de fabricación eran complejos al realizar nanoarquitecturas 3D. La nanotecnología del ADN hace posible crear materiales organizados de manera compleja a partir de nanopartículas mediante el autoensamblaje, pero dada la naturaleza blanda y ambientalmente dependiente del ADN, dichos materiales solo pueden ser estables en un rango limitado de condiciones. Por el contrario, los materiales recién formados ahora se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones donde se requieren estos diseños de ingeniería. Si bien la nanofabricación tradicional es excelente para crear estructuras planas, la nueva técnica permite fabricar nanomateriales tridimensionales que se están volviendo esenciales para muchas aplicaciones electrónicas, ópticas y energéticas.
Una nueva investigación demuestra eficaciaun método para transformar redes tridimensionales de nanopartículas de ADN en copias de sílice, mientras se mantiene la topología de los enlaces entre partículas debido a las estructuras del ADN y la integridad de la organización de las nanopartículas. La sílice funciona bien porque ayuda a preservar la nanoestructura de la red del ADN original, forma una estructura fuerte y no afecta la disposición de las nanopartículas.
“El ADN en tales redes adquiere las propiedadessílice. Se vuelve estable en el aire y se puede secar, lo que permite por primera vez un análisis a nanoescala 3D del material en el espacio real. Además, la sílice proporciona resistencia y estabilidad química, es económica y puede modificarse según sea necesario, lo que la convierte en un material conveniente”.
Aaron Michelson, Ingeniería de Columbia.
Para saber más sobre las propiedades de sunanoestructuras, el equipo expuso las redes de nanopartículas de ADN transformadas con sílice en condiciones extremas: altas temperaturas por encima de los 10.000 ° C y elevadas tensiones mecánicas superiores a 8 GPa (unas 80.000 veces más que la presión atmosférica o 80 veces más que en el lugar más profundo de el océano - la Fosa de las Marianas), y estudió estos procesos en el lugar. Para evaluar la viabilidad de las estructuras para su uso y otros pasos de procesamiento, los investigadores también las expusieron a altas dosis de radiación y haces de iones enfocados.
"Nuestro análisis de la aplicabilidad de estas estructuras encombinado con métodos tradicionales de nanofabricación demuestra una plataforma verdaderamente sólida para crear nanomateriales elásticos utilizando enfoques basados en ADN para descubrir sus nuevas propiedades. Se trata de un gran paso adelante, ya que estas propiedades especiales significan que podemos utilizar nuestro ensamblaje de nanomateriales 3D y seguir teniendo acceso a toda la gama de pasos de procesamiento de los materiales convencionales. Esta integración de métodos de nanofabricación nuevos y tradicionales es necesaria para lograr avances en mecánica y electrónica, plasmónica, fotónica, superconductividad y materiales energéticos”.
Oleg Gang, profesor de ingeniería química, física aplicada y ciencia de materiales
Las computadoras se fabrican con silicio desde hace más de 40 años.Se necesitaron 40 años para reducir la producción de estructuras y dispositivos planos a unos 10 nm. Ahora podemos hacer y ensamblar nanoobjetos en un tubo de ensayo en un par de horas sin herramientas costosas. Ahora se pueden organizar ocho mil millones de compuestos en una sola red para autoensamblar utilizando procesos de tamaño nanométrico que podemos diseñar. Cada conexión puede ser un transistor, un sensor o un emisor óptico, cada uno de los cuales puede ser un bit de datos almacenados. Mientras que la Ley de Moore se está desacelerando, la capacidad de programación del ensamblaje de ADN se acerca a cero para impulsarnos hacia la resolución de problemas en nuevos materiales y nanofabricación. Si bien esto fue extremadamente difícil para los métodos actuales, es extremadamente importante para las nuevas tecnologías.
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