これらのナノ粒子ベースの自己組織化材料は非常に安定しているため、宇宙に浮遊することができます。科学者
ナノスケールでの材料の特性は異なり、研究者たちは、電話用のセンサーの製造からラップトップ用のより高速なチップの製造まで、これらの小さな材料(人間の髪の毛の1,000〜10,000倍薄い)の使用方法を長い間研究してきました。しかし、3Dナノアーキテクチャを実現する際の製造方法は複雑でした。 DNAナノテクノロジーは、自己組織化によってナノ粒子から複雑に組織化された材料を作成することを可能にしますが、DNAの柔らかく環境に依存する性質を考えると、そのような材料は狭い範囲の条件下でのみ安定します。対照的に、新しく形成された材料は、これらのエンジニアリング設計が必要とされる幅広いアプリケーションで使用できるようになりました。従来のナノファブリケーションは平面構造の作成に優れていますが、新しい技術により、多くの電子、光学、エネルギーアプリケーションに不可欠になりつつある3次元ナノマテリアルの製造が可能になります。
新しい研究は効果的であることを示していますDNA構造とナノ粒子の組織化の完全性による粒子間結合のトポロジーを維持しながら、DNAナノ粒子の3次元格子をシリカのコピーに変換する方法。シリカは、親DNA格子のナノ構造を維持するのに役立ち、強力な構造を形成し、ナノ粒子の配置に影響を与えないため、うまく機能します。
「そのような格子内の DNA は次のような特性を獲得します。シリカ。空気中で安定し、乾燥させることができるため、実空間で初めて材料の 3D ナノスケール分析が可能になります。さらに、シリカは強度と化学的安定性を提供し、安価で必要に応じて変更できるため、便利な材料です。」
アーロン・マイケルソン、コロンビアエンジニアリング社。
彼らの特性についてもっと知るためにナノ構造、チームは極端な条件下でシリカ変換されたDNAナノ粒子格子を露出しました:10,000°Cを超える高温と8 GPaを超える高い機械的応力(大気圧の約80,000倍または最も深い場所の80倍)海-マリアナ海溝)、そしてその場でこれらのプロセスを研究しました。使用およびさらなる処理ステップのための構造の実行可能性を評価するために、研究者はまた、それらを高線量の放射線および集束イオンビームに曝露した。
「これらの構造の適用可能性に関する私たちの分析は、従来のナノ加工法と組み合わせることで、DNA ベースのアプローチを使用して弾性ナノ材料を作成し、その新しい特性を発見するための真に堅牢なプラットフォームが実証されます。これらの特別な特性により、3D ナノ材料アセンブリを使用しながら、従来の材料の全範囲の加工ステップに引き続きアクセスできることを意味するため、これは大きな前進です。この新しいナノ製造方法と従来のナノ製造方法の統合は、力学、エレクトロニクス、プラズモニクス、フォトニクス、超伝導、エネルギー材料の進歩を達成するために必要です。」
オレグ・ギャング、化学工学、応用物理学および材料科学の教授
コンピュータは40年以上にわたってシリコンから作られてきました。平面構造とデバイスの製造を約10nmに下げるのに40年かかりました。これで、高価な工具を使わずに、数時間で試験管内でナノオブジェクトを作成して組み立てることができます。単一の格子上の80億の化合物を、設計可能なナノスケールプロセスを使用して自己組織化するように編成できるようになりました。各接続は、トランジスタ、センサー、または光エミッターにすることができ、それぞれに保存されたデータビットにすることができます。ムーアの法則が減速している一方で、DNAアセンブリのプログラム可能性はゼロに近づいており、新しい材料やナノファブリケーションの問題を解決するために私たちを前進させています。これは現在の方法では非常に困難でしたが、新しいテクノロジーでは非常に重要です。
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