Ezek a nanorészecskék alapú önszerveződő anyagok annyira stabilak, hogy képesek lebegni az űrben. Tudósok
Az anyagok nanoméretű tulajdonságai különbözőek, ésA kutatók már régóta tanulmányozzák, hogyan lehet ezeket az apró anyagokat - az emberi hajnál 1000–10 000-szer vékonyabbakat - felhasználni, a telefonok szenzorainak gyártásától kezdve a laptopok gyorsabb chipjeinek elkészítéséig. A 3D nanoarchitektúrák megvalósításakor azonban a gyártási módszerek bonyolultak voltak. A DNS nanotechnológia lehetővé teszi, hogy a nanorészecskékből összetetten szervezett anyagokat hozzanak létre önfelszerelés útján, de tekintettel a DNS puha és környezettől függő jellegére, ezek az anyagok csak szűk körülmények között lehetnek stabilak. Ezzel szemben az újonnan kialakított anyagok ma már számos alkalmazásban felhasználhatók, ahol ezekre a műszaki tervekre van szükség. Míg a hagyományos nanagyártás kiválóan alkalmas síkszerkezetek létrehozására, az új technika lehetővé teszi olyan háromdimenziós nanoanyagok gyártását, amelyek elengedhetetlenné válnak számos elektronikus, optikai és energetikai alkalmazásban.
Új kutatások bizonyítják, hogy eredményesekmódszer a DNS-nanorészecskék háromdimenziós rácsainak szilícium-dioxid-másolatokká történő átalakítására, miközben fenntartják a részecskék közötti kötések topológiáját a DNS-szerkezetek és a nanorészecskék szerveződésének integritása miatt. A szilícium-dioxid jól működik, mert segít megőrizni a szülő DNS rács nanostruktúráját, erős szerkezetet alkot, és nem befolyásolja a nanorészecskék elrendezését.
„Az ilyen rácsokban lévő DNS felveszi a tulajdonságokatszilícium-dioxid. Levegőn stabillá válik és szárítható, így először teszi lehetővé az anyag 3D-s nanoméretű elemzését valós térben. Ezenkívül a szilícium-dioxid szilárdságot és kémiai stabilitást biztosít, olcsó és szükség szerint módosítható, így kényelmes anyag.
Aaron Michelson, a Columbia Engineering.
Ha többet szeretne megtudni azok tulajdonságairólnanostruktúrák, a csapat extrém körülmények között tette ki a szilícium-dioxiddal transzformált DNS nanorészecske rácsokat: magas hőmérséklet 10 000 ° C felett és magas mechanikai igénybevétel meghaladja a 8 GPa-t (körülbelül 80 000-szer nagyobb, mint a légköri nyomás vagy 80-szor nagyobb, mint a legmélyebb helyen) az óceán - a Mariana-árok), és ezeket a folyamatokat a helyszínen tanulmányozta. A struktúrák életképességének és a további feldolgozási lépéseknek a felmérése érdekében a kutatók nagy sugárzási dózisoknak és fókuszált ionnyaláboknak is kitették őket.
„Elemzésünk ezeknek a struktúráknak az alkalmazhatóságáróla hagyományos nanogyártási módszerekkel kombinálva valóban robusztus platformot mutat a rugalmas nanoanyagok előállításához DNS-alapú megközelítések segítségével, hogy felfedezzék új tulajdonságaikat. Ez nagy előrelépés, mivel ezek a különleges tulajdonságok azt jelentik, hogy használhatjuk 3D nanoanyag-összeállításunkat, és továbbra is hozzáférhetünk a hagyományos anyagok feldolgozási lépéseinek teljes skálájához. Az új és hagyományos nanogyártási módszerek integrálása szükséges a mechanika és elektronika, a plazmonika, a fotonika, a szupravezetés és az energetikai anyagok fejlődéséhez.”
Oleg Gang, a vegyészmérnök, az alkalmazott fizika és az anyagtudomány professzora
A számítógépeket több mint 40 éve gyártják szilíciumból.40 év kellett ahhoz, hogy a sík szerkezetek és eszközök gyártása 10 nm-re csökkenjen. Most nanoobjektumokat készíthetünk és szerelhetünk össze egy kémcsőben pár óra alatt drága eszközök nélkül. Nyolc milliárd vegyület egyetlen rácson belül megszervezhető, hogy önállóan összeállíthatók nano méretű folyamatok segítségével, amelyeket megtervezhetünk. Minden csatlakozás lehet tranzisztor, érzékelő vagy optikai emitter - mindegyik lehet tárolt adatbit. Miközben Moore törvénye lassul, a DNS-összeállítás programozhatósága a nullához közelít, hogy előremozdítson minket az új anyagok és a nanagyártás problémáinak megoldásában. Bár ez a jelenlegi módszerek esetében rendkívül nehéz volt, az új technológiák esetében rendkívül fontos.
Olvassa el még:
A fizikusok létrehozták a fekete lyuk analógját, és megerősítették Hawking elméletét. Hova vezet?
Hallja a NASA Perseverance roverjét, amely a Marson halad.
Az emberek hőforrások nélkül is ellenállnak a nagyon alacsony hőmérsékletnek.