วัสดุที่ประกอบขึ้นเองโดยใช้อนุภาคนาโนเหล่านี้มีความเสถียรมากจนสามารถลอยอยู่ในอวกาศได้ นักวิทยาศาสตร์
คุณสมบัติของวัสดุที่ระดับนาโนนั้นแตกต่างกันและนักวิจัยได้ศึกษาวิธีการใช้วัสดุขนาดเล็กเหล่านี้มานานแล้วซึ่งบางกว่าเส้นผมมนุษย์ 1,000 ถึง 10,000 เท่าในทุกอย่างตั้งแต่การทำเซ็นเซอร์สำหรับโทรศัพท์ไปจนถึงการสร้างชิปที่เร็วขึ้นสำหรับแล็ปท็อป อย่างไรก็ตามวิธีการประดิษฐ์มีความซับซ้อนเมื่อตระหนักถึงสถาปัตยกรรมนาโน 3 มิติ นาโนเทคโนโลยีของดีเอ็นเอช่วยให้สามารถสร้างวัสดุที่มีการจัดระเบียบอย่างซับซ้อนจากอนุภาคนาโนโดยการประกอบตัวเอง แต่ด้วยลักษณะของดีเอ็นเอที่อ่อนนุ่มและขึ้นอยู่กับสิ่งแวดล้อมวัสดุดังกล่าวสามารถคงตัวได้ภายใต้สภาวะที่แคบเท่านั้น ในทางตรงกันข้ามปัจจุบันวัสดุที่ขึ้นรูปใหม่สามารถนำไปใช้งานได้หลากหลายซึ่งจำเป็นต้องมีการออกแบบทางวิศวกรรมเหล่านี้ ในขณะที่การสร้างโครงสร้างนาโนแบบดั้งเดิมนั้นยอดเยี่ยมสำหรับการสร้างโครงสร้างระนาบ แต่เทคนิคใหม่นี้ทำให้สามารถสร้างวัสดุนาโนสามมิติที่กำลังจำเป็นสำหรับการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์แสงและพลังงานจำนวนมาก
งานวิจัยใหม่แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพวิธีการเปลี่ยนรูปแบบสามมิติของอนุภาคนาโนดีเอ็นเอให้เป็นสำเนาของซิลิกาในขณะที่ยังคงรักษาโทโพโลยีของพันธะระหว่างอนุภาคเนื่องจากโครงสร้างดีเอ็นเอและความสมบูรณ์ของการจัดระเบียบของอนุภาคนาโน ซิลิกาทำงานได้ดีเพราะช่วยรักษาโครงสร้างนาโนของโครงตาข่ายดีเอ็นเอของแม่สร้างโครงสร้างที่แข็งแรงและไม่ส่งผลกระทบต่อการจัดเรียงของอนุภาคนาโน
“ดีเอ็นเอในโครงข่ายดังกล่าวได้รับคุณสมบัติต่างๆซิลิกา. มันจะมีเสถียรภาพในอากาศและสามารถทำให้แห้งได้ ซึ่งถือเป็นครั้งแรกที่การวิเคราะห์วัสดุในระดับนาโน 3 มิติในอวกาศจริง นอกจากนี้ ซิลิกายังให้ความแข็งแรงและความเสถียรทางเคมี มีราคาไม่แพงและสามารถดัดแปลงได้ตามต้องการ ทำให้เป็นวัสดุที่สะดวก”
แอรอน มิเชลสัน วิศวกรรมโคลัมเบีย
หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติของไฟล์โครงสร้างนาโนทีมงานได้สัมผัสกับโครงร่างอนุภาคนาโนของดีเอ็นเอที่เปลี่ยนรูปด้วยซิลิกาภายใต้สภาวะที่รุนแรง: อุณหภูมิสูงกว่า 10,000 ° C และความเค้นเชิงกลสูงเกิน 8 GPa (สูงกว่าความดันบรรยากาศประมาณ 80,000 เท่าหรือสูงกว่า 80 เท่าในบริเวณที่ลึกที่สุดของ มหาสมุทร - ร่องลึกมาเรียนา) และศึกษากระบวนการเหล่านี้อย่างตรงจุด เพื่อประเมินความมีชีวิตของโครงสร้างสำหรับการใช้งานและขั้นตอนการประมวลผลเพิ่มเติมนักวิจัยยังได้สัมผัสกับรังสีในปริมาณสูงและลำแสงไอออนที่โฟกัส
“การวิเคราะห์ของเราเกี่ยวกับการบังคับใช้โครงสร้างเหล่านี้ในเมื่อรวมกับวิธีการนาโนแฟบริคแบบดั้งเดิม แสดงให้เห็นถึงแพลตฟอร์มที่แข็งแกร่งอย่างแท้จริงสำหรับการสร้างวัสดุนาโนที่ยืดหยุ่นโดยใช้วิธีการที่ใช้ DNA เพื่อค้นหาคุณสมบัติใหม่ นี่เป็นก้าวสำคัญไปข้างหน้า เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษเหล่านี้หมายความว่าเราสามารถใช้การประกอบวัสดุนาโน 3 มิติของเราได้ และยังคงสามารถเข้าถึงขั้นตอนการประมวลผลของวัสดุทั่วไปได้อย่างครบถ้วน การบูรณาการวิธีการนาโนแฟบริเคชั่นแบบใหม่และแบบดั้งเดิมนี้มีความจำเป็นเพื่อให้บรรลุความก้าวหน้าในด้านกลศาสตร์และอิเล็กทรอนิกส์ พลาสโมนิก โฟโตนิก ความเป็นตัวนำยิ่งยวด และวัสดุที่มีพลัง”
Oleg Gang ศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมเคมี ฟิสิกส์ประยุกต์และวัสดุศาสตร์
คอมพิวเตอร์ทำจากซิลิคอนมานานกว่า 40 ปีใช้เวลา 40 ปีในการผลิตโครงสร้างและอุปกรณ์ระนาบลงเหลือประมาณ 10 นาโนเมตร ตอนนี้เราสามารถสร้างและประกอบวัตถุนาโนในหลอดทดลองได้ภายในสองสามชั่วโมงโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือราคาแพง แปดพันล้านสารประกอบบนโครงตาข่ายเดียวสามารถจัดระเบียบให้ประกอบตัวเองได้โดยใช้กระบวนการขนาดนาโนที่เราออกแบบได้ การเชื่อมต่อแต่ละครั้งอาจเป็นทรานซิสเตอร์เซ็นเซอร์หรือตัวปล่อยแสงซึ่งแต่ละรายการสามารถเป็นบิตข้อมูลที่จัดเก็บไว้ได้ ในขณะที่กฎของมัวร์กำลังชะลอตัวลง แต่ความสามารถในการเขียนโปรแกรมการประกอบดีเอ็นเอกำลังเข้าใกล้ศูนย์เพื่อขับเคลื่อนเราไปข้างหน้าในการแก้ปัญหาในวัสดุใหม่และการผลิตนาโน แม้ว่าวิธีนี้จะยากมากสำหรับวิธีการในปัจจุบัน แต่ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเทคโนโลยีใหม่ ๆ
อ่านเพิ่มเติม:
นักฟิสิกส์ได้สร้างอะนาล็อกของหลุมดำและยืนยันทฤษฎีของ Hawking นำไปสู่ที่ไหน?
ฟังรถแลนด์โรเวอร์แห่งความเพียรพยายามของ NASA ที่เคลื่อนที่ข้ามดาวอังคาร
มนุษย์สามารถทนต่ออุณหภูมิที่ต่ำมากได้แม้ไม่มีแหล่งความร้อน