Ovi materijali koji se sami sastavljaju na bazi nanočestica toliko su stabilni da mogu lebdjeti u svemiru. Znanstvenici
Svojstva materijala na nano skali su različita, iIstraživači već dugo proučavaju kako koristiti ove malene materijale - 1.000 do 10.000 puta tanji od ljudske dlake - u svemu, od izrade senzora za telefone do bržih čipova za prijenosna računala. Međutim, metode izrade bile su složene pri realizaciji 3D nanoarhitektura. DNA nanotehnologija omogućuje stvaranje složenih organiziranih materijala od nanočestica samosastavljanjem, ali s obzirom na mekanu i okolišu ovisnu prirodu DNA, takvi materijali mogu biti stabilni samo u uskom rasponu uvjeta. Suprotno tome, novoformirani materijali sada se mogu koristiti u širokom spektru primjena tamo gdje su potrebni ovi inženjerski projekti. Iako je tradicionalna nanofabrikacija izvrsna za stvaranje ravninskih struktura, nova tehnika omogućuje izradu trodimenzionalnih nanomaterijala koji postaju ključni za mnoge elektroničke, optičke i energetske primjene.
Novo istraživanje pokazuje učinkovitometoda pretvaranja trodimenzionalnih rešetki nanočestica DNA u kopije silicijevog dioksida, zadržavajući topologiju međučestinskih veza zbog DNA struktura i cjelovitosti organizacije nanočestica. Silicij djeluje dobro jer pomaže u očuvanju nanostrukture matične rešetke DNA, tvori snažnu strukturu i ne utječe na raspored nanočestica.
“DNK u takvim rešetkama poprima svojstvasilicijev dioksid. Postaje stabilan na zraku i može se sušiti, što po prvi put omogućuje 3D analizu materijala u nanoskali u stvarnom svemiru. Osim toga, silicij daje snagu i kemijsku stabilnost, jeftin je i može se modificirati po potrebi, što ga čini prikladnim materijalom.”
Aaron Michelson, Columbia Engineering.
Da biste saznali više o svojstvima njihovihnanostruktura, tim je izložio rešetke nanočestica transformirane silicijevim dioksidom pod ekstremnim uvjetima: visokim temperaturama iznad 10 000 ° C i visokim mehaničkim naprezanjima većim od 8 GPa (oko 80 000 puta više od atmosferskog tlaka ili 80 puta više nego na najdubljem mjestu ocean - Marijanski rov), i proučavao te procese na licu mjesta. Kako bi procijenili održivost struktura za upotrebu i daljnje korake obrade, istraživači su ih također izložili visokim dozama zračenja i fokusiranim ionskim snopovima.
"Naša analiza primjenjivosti ovih struktura uu kombinaciji s tradicionalnim metodama nanofabrikacije pokazuje istinski robusnu platformu za stvaranje elastičnih nanomaterijala korištenjem pristupa temeljenih na DNK za otkrivanje njihovih novih svojstava. Ovo je veliki korak naprijed jer ta posebna svojstva znače da možemo koristiti naš 3D sklop nanomaterijala i još uvijek imati pristup cijelom nizu koraka obrade konvencionalnih materijala. Ova integracija novih i tradicionalnih metoda nanofabrikacije neophodna je za postizanje napretka u mehanici i elektronici, plazmonici, fotonici, supravodljivosti i energetskim materijalima.”
Олег Ганг, профессор химической инженерии, прикладной физики и материаловедения
Računala se izrađuju od silicija više od 40 godina.Trebalo je 40 godina da se proizvodnja planarnih struktura i uređaja smanji na oko 10 nm. Sada u nekoliko sati možemo napraviti i sastaviti nanoobjekte u epruveti bez skupih alata. Osam milijardi spojeva na jednoj rešetki sada se može organizirati da se sami sastave pomoću nanorazmjernih procesa koje možemo dizajnirati. Svaka veza može biti tranzistor, senzor ili optički odašiljač - od kojih svaki može biti pohranjeni bit podataka. Kako se Mooreov zakon usporava, programabilnost sastavljanja DNA približava se nuli kako bi nas potaknula naprijed u rješavanju problema u novim materijalima i nanofabrikaciji. Iako je ovo bilo izuzetno teško za sadašnje metode, izuzetno je važno za nove tehnologije.
Pročitajte i:
Fizičari su stvorili analog crne rupe i potvrdili Hawkingovu teoriju. Kamo vodi?
Čujte kako se NASA-in rover Perseverance kreće preko Marsa.
Ljudi mogu podnijeti vrlo niske temperature čak i bez izvora topline.