Disse nanopartikkelbaserte selvmonterende materialene er så stabile at de kan flyte i verdensrommet. Forskere
Egenskapene til materialer i nanoskala er forskjellige, ogForskere har lenge studert hvordan man bruker disse små materialene - 1000 til 10.000 ganger tynnere enn et menneskehår - i alt fra å lage sensorer til telefoner til å lage raskere sjetonger til bærbare datamaskiner. Imidlertid var fabrikasjonsmetodene komplekse når de realiserte 3D-nanoarkitekturer. DNA-nanoteknologi gjør det mulig å lage komplekse organiserte materialer fra nanopartikler ved selvmontering, men med tanke på den myke og miljøavhengige naturen til DNA, kan slike materialer bare være stabile under et smalt spekter av forhold. Derimot kan nydannede materialer nå brukes i et bredt spekter av applikasjoner der disse tekniske designene er nødvendige. Mens tradisjonell nanofabrikasjon er utmerket for å lage plane strukturer, gjør den nye teknikken det mulig å lage tredimensjonale nanomaterialer som blir avgjørende for mange elektroniske, optiske og energiprogrammer.
Ny forskning viser effektiven metode for å transformere tredimensjonale gitter av DNA-nanopartikler til kopier av silika, samtidig som topologien til interpartikkelbindinger opprettholdes på grunn av DNA-strukturer og integriteten til organisasjonen av nanopartikler. Silisiumdioksyd fungerer bra fordi det hjelper med å bevare nanostrukturen til foreldre-DNA-gitteret, danner en sterk struktur og ikke påvirker arrangementet av nanopartiklene.
«DNA i slike gitter får egenskapenesilika. Det blir stabilt i luft og kan tørkes, slik at det for første gang er mulig å analysere materialet i 3D nanoskala i det virkelige rommet. I tillegg gir silika styrke og kjemisk stabilitet, er billig og kan modifiseres etter behov, noe som gjør det til et praktisk materiale."
Aaron Michelson, Columbia Engineering.
For å finne ut mer om egenskapene til deresnanostrukturer, eksponerte teamet de silisiumdioformerte DNA-nanopartikkelgitterene under ekstreme forhold: høye temperaturer over 10.000 ° C og høye mekaniske påkjenninger over 8 GPa (ca. 80.000 ganger mer enn atmosfæretrykk eller 80 ganger mer enn på det dypeste stedet for havet - Mariana Trench), og studerte disse prosessene på stedet. For å vurdere levedyktigheten til strukturene for bruk og videre behandlingstrinn, utsatte forskerne dem også for høye doser stråling og fokuserte ionestråler.
"Vår analyse av anvendeligheten av disse strukturene ikombinert med tradisjonelle nanofremstillingsmetoder viser en virkelig robust plattform for å lage elastiske nanomaterialer ved å bruke DNA-baserte tilnærminger for å oppdage deres nye egenskaper. Dette er et stort fremskritt ettersom disse spesielle egenskapene gjør at vi kan bruke vår 3D nanomaterialsammenstilling og fortsatt ha tilgang til hele spekteret av prosesstrinn for konvensjonelle materialer. Denne integrasjonen av nye og tradisjonelle nanofabrikasjonsmetoder er nødvendig for å oppnå fremskritt innen mekanikk og elektronikk, plasmonikk, fotonikk, superledning og energiske materialer."
Oleg Gang, professor i kjemiteknikk, anvendt fysikk og materialvitenskap
Datamaskiner er laget av silisium i over 40 år.Det tok 40 år å bringe produksjonen av plane strukturer og enheter ned til omtrent 10 nm. Nå kan vi lage og montere nanoobjekter i et prøverør om et par timer uten dyre verktøy. Åtte milliarder forbindelser på et enkelt gitter kan nå organiseres for å selvmontere ved hjelp av prosesser i nanostørrelse som vi kan designe. Hver forbindelse kan være en transistor, en sensor eller en optisk emitter - som hver kan være en lagret databit. Mens Moores lov bremser, nærmer seg programmerbarheten for DNA-montering null for å drive oss fremover i å løse problemer i nye materialer og nanofabrikasjon. Selv om dette var ekstremt vanskelig for dagens metoder, er det ekstremt viktig for ny teknologi.
Les også:
Fysikere har laget en analog av et svart hull og bekreftet Hawkings teori. Hvor det fører?
Hør NASAs utholdenhetsrover bevege seg over Mars.
Mennesker tåler veldig lave temperaturer selv uten varmekilder.