Bu nanopartikül bazlı kendi kendine birleşen malzemeler o kadar stabildir ki uzayda yüzebilirler. Bilim insanları
Nano ölçekteki malzemelerin özellikleri farklıdır veAraştırmacılar uzun zamandır insan saçından 1.000 ila 10.000 kat daha ince olan bu küçük malzemelerin, telefonlar için sensör yapmaktan dizüstü bilgisayarlar için daha hızlı çipler yapmaya kadar her şeyde nasıl kullanılacağını araştırıyorlar. Bununla birlikte, 3B nano mimarileri gerçekleştirirken fabrikasyon yöntemleri karmaşıktı. DNA nanoteknolojisi, kendi kendine birleştirme yoluyla nanopartiküllerden karmaşık bir şekilde organize edilmiş materyaller oluşturmayı mümkün kılar, ancak DNA'nın yumuşak ve çevreye bağımlı doğası göz önüne alındığında, bu tür materyaller yalnızca dar bir koşullar aralığı altında stabil olabilir. Buna karşılık, yeni oluşturulmuş malzemeler artık bu mühendislik tasarımlarının gerekli olduğu çok çeşitli uygulamalarda kullanılabilir. Geleneksel nanofabrikasyon düzlemsel yapılar oluşturmak için mükemmel olsa da, yeni teknik, birçok elektronik, optik ve enerji uygulaması için gerekli hale gelen üç boyutlu nanomalzemelerin imal edilmesini mümkün kılıyor.
Yeni araştırma etkili olduğunu gösteriyorDNA yapılarına ve nanopartiküllerin organizasyonunun bütünlüğüne bağlı olarak partiküller arası bağların topolojisini korurken, DNA nanopartiküllerinin üç boyutlu kafeslerini silika kopyalarına dönüştürme yöntemi. Silika iyi çalışır çünkü ana DNA kafesinin nanoyapısını korumaya yardımcı olur, güçlü bir yapı oluşturur ve nanopartiküllerin düzenlenmesini etkilemez.
"Böyle kafeslerdeki DNA şu özellikleri kazanır:silika. Havada stabil hale gelir ve kurutulabilir, bu da malzemenin gerçek uzayda ilk kez 3 boyutlu nano ölçekli analizine olanak sağlar. Ayrıca silika dayanıklılık ve kimyasal stabilite sağlar, ucuzdur ve gerektiğinde değiştirilebilmektedir, bu da onu kullanışlı bir malzeme haline getiriyor.”
Aaron Michelson, Columbia Mühendisliği.
Onların özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinmek içinEkip, silika dönüştürülmüş DNA nanopartikül kafeslerini aşırı koşullar altında açığa çıkardı: 10.000 ° C'nin üzerindeki yüksek sıcaklıklar ve 8 GPa'nın üzerindeki yüksek mekanik gerilimler (atmosfer basıncından yaklaşık 80.000 kat fazla veya en derin yerinden 80 kat daha fazla) okyanus - Mariana Çukuru) ve bu süreçleri yerinde inceledi. Araştırmacılar, yapıların kullanım ve ileri işlem aşamaları için yaşayabilirliğini değerlendirmek için ayrıca bunları yüksek doz radyasyona ve odaklanmış iyon ışınlarına maruz bıraktı.
"Bu yapıların uygulanabilirliğine ilişkin analizimizgeleneksel nanofabrikasyon yöntemleriyle birleştirildiğinde, yeni özelliklerini keşfetmek için DNA tabanlı yaklaşımları kullanarak elastik nanomateryaller oluşturmak için gerçekten sağlam bir platform ortaya koyuyor. Bu, ileri doğru atılmış büyük bir adım çünkü bu özel özellikler, 3 boyutlu nanomalzeme düzeneğimizi kullanabileceğimiz ve yine de geleneksel malzemelerin tüm işlem adımlarına erişebileceğimiz anlamına geliyor. Yeni ve geleneksel nanofabrikasyon yöntemlerinin bu entegrasyonu, mekanik ve elektronik, plazmonik, fotonik, süperiletkenlik ve enerjik malzemelerde ilerlemeler elde etmek için gereklidir."
Oleg Gang, kimya mühendisliği profesörü, uygulamalı fizik ve malzeme bilimi
Bilgisayarlar 40 yılı aşkın süredir silikondan yapılmıştır.Düzlemsel yapıların ve cihazların üretimini yaklaşık 10 nm'ye indirmek 40 yıl sürdü. Artık pahalı aletler olmadan birkaç saat içinde bir test tüpünde nano nesneler yapıp bir araya getirebiliyoruz. Artık tek bir kafes üzerinde sekiz milyar bileşik, tasarlayabileceğimiz nano boyutlu süreçler kullanılarak kendi kendine bir araya getirilecek şekilde düzenlenebilir. Her bağlantı bir transistör, bir sensör veya bir optik yayıcı olabilir - bunların her biri depolanmış bir veri biti olabilir. Moore Yasası yavaşlarken, DNA birleştirme programlanabilirliği yeni malzemeler ve nanofabrikasyondaki sorunları çözmede bizi ileriye götürmek için sıfıra yaklaşıyor. Mevcut yöntemler için bu son derece zor olsa da yeni teknolojiler için son derece önemlidir.
Ayrıca okuyun:
Fizikçiler bir kara deliğin benzerini yarattılar ve Hawking'in teorisini doğruladılar. Nereye götürür?
NASA'nın Perseverance gezgininin Mars'ta hareket ettiğini duyun.
İnsanlar, ısı kaynakları olmadan bile çok düşük sıcaklıklara dayanabilir.