Tieto samouskladacie materiály na báze nanočastíc sú také stabilné, že sa môžu vznášať v priestore. Vedci
Vlastnosti materiálov v nanometri sú rôzne, aVedci už dlho skúmajú, ako použiť tieto drobné materiály - 1 000 až 10 000-krát tenšie ako ľudský vlas - pri všetkom, od výroby senzorov pre telefóny až po výrobu rýchlejších čipov pre notebooky. Pri realizácii 3D nanoarchitektúr však boli výrobné metódy zložité. Nanotechnológia DNA umožňuje vytvárať zložité organizované materiály z nanočastíc samostatným zhromažďovaním, ale vzhľadom na mäkkú a od životného prostredia závislú povahu DNA môžu byť také materiály stabilné iba za úzkych podmienok. Naproti tomu sa novoformované materiály môžu teraz používať v širokej škále aplikácií, kde sa vyžadujú tieto technické návrhy. Zatiaľ čo tradičná nanofabrikácia je vynikajúca na vytváranie plošných štruktúr, nová technika umožňuje vyrábať trojrozmerné nanomateriály, ktoré sa stávajú nevyhnutnými pre mnoho elektronických, optických a energetických aplikácií.
Nový výskum sa ukazuje ako efektívnymetóda transformácie trojrozmerných mriežok DNA nanočastíc na kópie oxidu kremičitého pri zachovaní topológie medzičasticových väzieb vďaka štruktúram DNA a integrite organizácie nanočastíc. Oxid kremičitý funguje dobre, pretože pomáha zachovať nanostruktúru materskej mriežky DNA, vytvára silnú štruktúru a neovplyvňuje usporiadanie nanočastíc.
„DNA v takýchto mriežkach nadobúda vlastnostioxid kremičitý. Stane sa stabilným na vzduchu a môže sa sušiť, čo po prvýkrát umožňuje 3D analýzu materiálu v nanometroch v reálnom priestore. Okrem toho oxid kremičitý poskytuje pevnosť a chemickú stabilitu, je lacný a možno ho podľa potreby upravovať, čo z neho robí pohodlný materiál.“
Aaron Michelson, Columbia Engineering.
Ak sa chcete dozvedieť viac o vlastnostiach ichnanostruktúry, tím vystavil mriežky nanočastíc transformovanej oxidom kremičitým za extrémnych podmienok: vysoké teploty nad 10 000 ° C a vysoké mechanické namáhanie viac ako 8 GPa (asi 80 000-krát viac ako atmosférický tlak alebo 80-krát viac ako v najhlbšom mieste oceán - Mariánska priekopa) a tieto procesy študoval na mieste. Na posúdenie životaschopnosti štruktúr pre použitie a ďalšie kroky spracovania ich vedci tiež vystavili vysokým dávkam žiarenia a zameraným iónovým lúčom.
"Naša analýza použiteľnosti týchto štruktúr vv kombinácii s tradičnými metódami nanofabrikácie demonštruje skutočne robustnú platformu na vytváranie elastických nanomateriálov pomocou prístupov založených na DNA na objavovanie ich nových vlastností. Je to veľký krok vpred, pretože tieto špeciálne vlastnosti znamenajú, že môžeme použiť našu zostavu 3D nanomateriálov a stále máme prístup k celej škále krokov spracovania konvenčných materiálov. Táto integrácia nových a tradičných metód nanofabrikácie je potrebná na dosiahnutie pokroku v mechanike a elektronike, plazmonike, fotonike, supravodivosti a energetických materiáloch.
Oleg Gang, profesor chemického inžinierstva, aplikovanej fyziky a materiálovej vedy
Počítače sa vyrábajú zo silikónu už viac ako 40 rokov.Trvalo 40 rokov, kým sa výroba plošných štruktúr a zariadení znížila na približne 10 nm. Teraz dokážeme vyrobiť a zostaviť nanoobjekty do skúmavky za pár hodín bez drahých nástrojov. Osem miliárd zlúčenín v jednej mriežke je teraz možné zorganizovať tak, aby sa mohli samy zostaviť pomocou procesov v nanometri, ktoré môžeme navrhnúť. Každé pripojenie môže byť tranzistor, snímač alebo optický vysielač - každé z nich môže byť uložený dátový bit. Keď sa Mooreov zákon spomaľuje, programovateľnosť zostavovania DNA sa blíži k nule, aby nás poháňala vpred v riešení problémov v nových materiáloch a nanofabrikáciách. Aj keď to bolo pre súčasné metódy mimoriadne ťažké, pre nové technológie je to nesmierne dôležité.
Prečítajte si tiež:
Fyzici vytvorili analóg čiernej diery a potvrdili Hawkingovu teóriu. Kadiaľ vedie?
Vypočujte si rover NASA Perseverance pohybujúci sa po Marse.
Ľudia vydržia veľmi nízke teploty aj bez zdrojov tepla.