이러한 나노입자 기반의 자가조립 소재는 매우 안정적이어서 우주에 떠 있을 수 있습니다. 과학자
나노 스케일에서 재료의 특성은 다릅니다.연구원들은 휴대폰 용 센서 제작부터 노트북 용 더 빠른 칩 제작에 이르기까지 사람의 머리카락보다 1,000 배에서 10,000 배 더 얇은이 작은 물질을 사용하는 방법을 오랫동안 연구 해 왔습니다. 그러나 3D 나노 아키텍처를 구현할 때 제작 방법이 복잡했습니다. DNA 나노 기술은 자기 조립을 통해 나노 입자로부터 복잡하게 조직 된 물질을 만들 수있게 해주지 만 DNA의 부드럽고 환경 적으로 의존적 인 특성을 감안할 때 이러한 물질은 좁은 범위의 조건에서만 안정적 일 수 있습니다. 대조적으로, 새로 형성된 재료는 이제 이러한 엔지니어링 설계가 필요한 광범위한 응용 분야에서 사용할 수 있습니다. 전통적인 나노 제조는 평면 구조를 만드는 데 탁월하지만 새로운 기술은 많은 전자, 광학 및 에너지 응용 분야에서 필수가되는 3 차원 나노 물질을 제조 할 수있게합니다.
새로운 연구는 효과를 보여줍니다DNA 구조와 나노 입자 조직의 완전성으로 인해 입자 간 결합의 토폴로지를 유지하면서 DNA 나노 입자의 3 차원 격자를 실리카의 복사본으로 변환하는 방법. 실리카는 모 DNA 격자의 나노 구조를 보존하고 강력한 구조를 형성하며 나노 입자 배열에 영향을주지 않기 때문에 잘 작동합니다.
“그러한 격자의 DNA는 다음과 같은 특성을 얻습니다.규토. 이는 공기 중에서 안정되고 건조될 수 있어 실제 공간에서 물질에 대한 최초의 3D 나노 규모 분석이 가능합니다. 또한 실리카는 강도와 화학적 안정성을 제공하고 가격이 저렴하며 필요에 따라 변형이 가능해 편리한 소재입니다.”
컬럼비아 엔지니어링의 Aaron Michelson입니다.
그들의 속성에 대해 자세히 알아 보려면연구팀은 극한 조건에서 실리카로 변형 된 DNA 나노 입자 격자를 노출시켰다. 10,000 ° C 이상의 고온과 8GPa를 초과하는 높은 기계적 응력 (대기압의 약 80,000 배 또는 가장 깊은 곳의 80 배 이상) 바다-마리아나 해구), 그 자리에서 이러한 과정을 연구했습니다. 사용 및 추가 처리 단계를위한 구조의 생존 가능성을 평가하기 위해 연구진은 또한 고 선량의 방사선과 집속 이온 빔에 노출되었습니다.
"이러한 구조의 적용 가능성에 대한 우리의 분석은전통적인 나노제조 방법과 결합하여 새로운 특성을 발견하기 위한 DNA 기반 접근 방식을 사용하여 탄성 나노물질을 생성하기 위한 진정으로 강력한 플랫폼을 보여줍니다. 이러한 특별한 특성은 우리가 3D 나노재료 어셈블리를 사용할 수 있고 기존 재료의 전체 가공 단계에 여전히 접근할 수 있다는 것을 의미하므로 이는 큰 진전입니다. 기계 및 전자공학, 플라즈모닉스, 포토닉스, 초전도성 및 에너지 재료의 발전을 달성하려면 새롭고 전통적인 나노제조 방법의 통합이 필요합니다.”
Oleg Gang, 화학공학 교수, 응용 물리학 및 재료 과학
컴퓨터는 40 년 이상 실리콘으로 만들어졌습니다.평면 구조 및 장치의 생산을 약 10nm로 낮추는 데 40 년이 걸렸습니다. 이제 우리는 값 비싼 도구없이 몇 시간 만에 시험관에서 나노 물체를 만들고 조립할 수 있습니다. 이제 단일 격자에있는 80 억 개의 화합물을 우리가 설계 할 수있는 나노 크기의 공정을 사용하여 자체 조립하도록 구성 할 수 있습니다. 각 연결은 트랜지스터, 센서 또는 광학 이미 터일 수 있으며 각 연결은 저장된 데이터 비트 일 수 있습니다. 무어의 법칙이 느려지면서 DNA 어셈블리의 프로그래밍 가능성이 0에 가까워져 새로운 재료 및 나노 제조의 문제를 해결하는 데 앞장서고 있습니다. 이것은 현재의 방법으로는 매우 어려웠지만 새로운 기술에서는 매우 중요합니다.
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