חומרים אלה המבוססים על ננו-חלקיקים הם כל כך יציבים שהם יכולים לצוף בחלל. מדענים
המאפיינים של חומרים בגובה הננו שונים, וחוקרים למדו זמן רב כיצד להשתמש בחומרים זעירים אלה - דקים פי 1,000 עד 10,000 מאשר שיער אנושי - בכל דבר, החל בייצור חיישנים לטלפונים ועד לייצור שבבים מהירים יותר למחשבים ניידים. עם זאת, שיטות הייצור היו מורכבות בעת מימוש ננו -ארכיטקטורות תלת -ממדיות. ננוטכנולוגיה של DNA מאפשרת ליצור חומרים מאורגנים מורכבים מחלקיקים על ידי הרכבה עצמית, אך בהתחשב באופי הרך והתלוי של הסביבה, חומרים כאלה יכולים להיות יציבים רק בטווח מצבים מצומצם. לעומת זאת, ניתן להשתמש בחומרים חדשים שנוצרו כעת במגוון רחב של יישומים בהם נדרשים עיצובים הנדסיים אלה. אף על פי שננו-ייצור מסורתי מצוין ליצירת מבנים מישוריים, הטכניקה החדשה מאפשרת לייצר ננו-חומרים תלת-ממדיים שהופכים חיוניים ליישומי אלקטרוניקה, אופטיקה ואנרגיה רבים.
מחקר חדש מוכיח יעילותשיטה להפיכת סריגים תלת-ממדיים של חלקיקי DNA להעתקים של סיליקה, תוך שמירה על הטופולוגיה של קשרים בין-חלקיקים עקב מבני DNA ושלמות ארגון החלקיקים. הסיליקה פועלת היטב מכיוון שהיא מסייעת לשמר את המבנה הננו של סריג ה- DNA האב, יוצרת מבנה חזק ואינה משפיעה על סידור חלקיקי הננו.
"דנ"א בסריגים כאלה רוכש את המאפייניםסיליקה. הוא הופך יציב באוויר וניתן לייבשו, מה שמאפשר לראשונה ניתוח ננומטרי בתלת מימד של החומר בחלל אמיתי. בנוסף, סיליקה מספקת חוזק ויציבות כימית, היא זולה וניתנת לשינוי לפי הצורך, מה שהופך אותו לחומר נוח".
אהרון מיכלסון, קולומביה הנדסה.
למידע נוסף על המאפיינים שלהםהצוות חשף את רשתות ננו-חלקיקי ה- DNA שהופכו בסיליקה בתנאים קיצוניים: טמפרטורות גבוהות מעל 10,000 ° C ומתחים מכניים גבוהים מ -8 GPa (פי 80,000 יותר מלחץ האטמוספירה או פי 80 מאשר במקום העמוק ביותר של האוקיינוס - תעלת מריאנה), ולמד תהליכים אלה במקום. כדי להעריך את כדאיות המבנים לשימוש ושלבי עיבוד נוספים, החוקרים חשפו אותם גם למינונים גבוהים של קרינה וקורות יונים ממוקדות.
"הניתוח שלנו של הישימות של מבנים אלה בבשילוב עם שיטות ננו-ייצור מסורתיות מדגים פלטפורמה חזקה באמת ליצירת ננו-חומרים אלסטיים תוך שימוש בגישות מבוססות DNA כדי לגלות את התכונות החדשות שלהם. זהו צעד גדול קדימה מכיוון שמאפיינים מיוחדים אלו פירושם שאנו יכולים להשתמש במכלול ננו-החומר התלת-ממדי שלנו ועדיין לקבל גישה לכל מגוון שלבי העיבוד של חומרים קונבנציונליים. שילוב זה של שיטות ננו-ייצור חדשות ומסורתיות הכרחי כדי להשיג התקדמות במכניקה ואלקטרוניקה, פלסמוניקה, פוטוניקה, מוליכות-על וחומרים אנרגטיים."
אולג גאנג, פרופסור להנדסה כימית, פיסיקה יישומית ומדעי החומרים
מחשבים מיוצרים מסיליקון במשך למעלה מ -40 שנה.לקח 40 שנה להוריד את ייצור המבנים והתקנים המישוריים לכ -10 ננומטר. כעת נוכל לייצר ולהרכיב ננו -אובייקטים במבחנה תוך מספר שעות ללא כלים יקרים. כעת ניתן לארגן שמונה מיליארד תרכובות על סריג אחד להרכבה עצמית באמצעות תהליכים בגודל ננו שנוכל לעצב. כל חיבור יכול להיות טרנזיסטור, חיישן או פולט אופטי - כל אחד מהם יכול להיות ביט נתונים מאוחסן. בעוד חוק מור הואט, התכנות להרכבת ה- DNA מתקרבת לאפס כדי להניע אותנו קדימה בפתרון בעיות בחומרים חדשים ובננו -ייצור. למרות שזה היה קשה ביותר לשיטות הנוכחיות, זה חשוב ביותר עבור טכנולוגיות חדשות.
קרא גם:
פיזיקאים יצרו אנלוגיה של חור שחור ואישרו את התיאוריה של הוקינג. לאן זה מוביל?
שמע את נודד ההתמדה של נאס"א עובר על פני מאדים.
בני אדם יכולים לעמוד בטמפרטורות נמוכות מאוד גם ללא מקורות חום.