ಅಜೈವಿಕ ಅಥವಾ ಸಾವಯವ -- ಅಪೇಕ್ಷಿತ 3-ಡಿ ರಚನೆಗಳಿಗೆ ನ್ಯಾನೊಸೈಸ್ಡ್ ವಸ್ತು ಘಟಕಗಳನ್ನು ಅಥವಾ "ನ್ಯಾನೊ-ವಸ್ತುಗಳನ್ನು" ಜೋಡಿಸಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ವೇದಿಕೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ.ಹಲವಾರು ವಿಧದ ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಂಘಟಿಸಲು ಸ್ವಯಂ-ಜೋಡಣೆ (SA) ಅನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಅತ್ಯಂತ ಸಿಸ್ಟಮ್-ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿದೆ, ವಸ್ತುಗಳ ಆಂತರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ವಿಭಿನ್ನ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.ನೇಚರ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಇಂದು ಪ್ರಕಟವಾದ ಪೇಪರ್‌ನಲ್ಲಿ ವರದಿ ಮಾಡಿದಂತೆ, ಅವರ ಹೊಸ ಡಿಎನ್ಎ-ಪ್ರೋಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ನ್ಯಾನೊಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ಪ್ಲಾಟ್‌ಫಾರ್ಮ್ ಅನ್ನು ವಿವಿಧ 3-ಡಿ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅದೇ ನಿಗದಿತ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್‌ನಲ್ಲಿ (ಮೀಟರ್‌ನ ಶತಕೋಟಿ) ಸಂಘಟಿಸಲು ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ ಅನನ್ಯ ಆಪ್ಟಿಕಲ್, ರಾಸಾಯನಿಕ , ಮತ್ತು ಇತರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಹೊರಹೊಮ್ಮುತ್ತವೆ.
"ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಎಸ್‌ಎ ಆಯ್ಕೆಯ ತಂತ್ರವಲ್ಲ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಕಾರಣವೆಂದರೆ, ವಿಭಿನ್ನ ನ್ಯಾನೊಕಾಂಪೊನೆಂಟ್‌ಗಳಿಂದ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ 3-ಡಿ ಆರ್ಡರ್ ಅರೇಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಅದೇ ಎಸ್‌ಎ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ವಸ್ತುಗಳಾದ್ಯಂತ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ" ಎಂದು ಅನುಗುಣವಾದ ಲೇಖಕ ಒಲೆಗ್ ಗ್ಯಾಂಗ್ ವಿವರಿಸಿದರು. , ಸೆಂಟರ್ ಫಾರ್ ಫಂಕ್ಷನಲ್ ನ್ಯಾನೊಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ (CFN) ನಲ್ಲಿ ಸಾಫ್ಟ್ ಮತ್ತು ಬಯೋ ನ್ಯಾನೊಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಗ್ರೂಪ್‌ನ ನಾಯಕ -- ಬ್ರೂಕ್‌ಹೇವನ್ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿಯಲ್ಲಿನ US ಡಿಪಾರ್ಟ್‌ಮೆಂಟ್ ಆಫ್ ಎನರ್ಜಿ (DOE) ಆಫೀಸ್ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್ ಯೂಸರ್ ಫೆಸಿಲಿಟಿ -- ಮತ್ತು ಕೆಮಿಕಲ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಅಪ್ಲೈಡ್ ಫಿಸಿಕ್ಸ್‌ನ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಮತ್ತು ಕೊಲಂಬಿಯಾ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಸೈನ್ಸ್."ಇಲ್ಲಿ, ಲೋಹಗಳು, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೊಟೀನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕಿಣ್ವಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಅಜೈವಿಕ ಅಥವಾ ಸಾವಯವ ನ್ಯಾನೊ-ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿಯಬಲ್ಲ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ ಪಾಲಿಹೆಡ್ರಲ್ DNA ಚೌಕಟ್ಟುಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ನಾವು SA ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದ್ದೇವೆ."
ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ಡಿಎನ್ಎ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳನ್ನು ಘನ, ಆಕ್ಟಾಹೆಡ್ರನ್ ಮತ್ತು ಟೆಟ್ರಾಹೆಡ್ರಾನ್‌ನ ಆಕಾರದಲ್ಲಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದರು.ಚೌಕಟ್ಟುಗಳ ಒಳಗೆ ಡಿಎನ್ಎ "ಆಯುಧಗಳು" ಇವೆ, ಅವುಗಳು ಪೂರಕವಾದ ಡಿಎನ್ಎ ಅನುಕ್ರಮದೊಂದಿಗೆ ನ್ಯಾನೊ-ವಸ್ತುಗಳು ಮಾತ್ರ ಬಂಧಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.ಈ ವಸ್ತು ವೋಕ್ಸೆಲ್‌ಗಳು -- ಡಿಎನ್ಎ ಫ್ರೇಮ್ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊ-ಆಬ್ಜೆಕ್ಟ್‌ನ ಏಕೀಕರಣ - ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೇಲ್ 3-ಡಿ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಬಹುದಾದ ಬಿಲ್ಡಿಂಗ್ ಬ್ಲಾಕ್‌ಗಳು.ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು ಅವುಗಳ ಶೃಂಗಗಳಲ್ಲಿ ಎನ್‌ಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ ಪೂರಕ ಅನುಕ್ರಮಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಒಳಗೆ (ಅಥವಾ ಇಲ್ಲ) ಯಾವ ರೀತಿಯ ನ್ಯಾನೊ-ವಸ್ತುವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಿಸದೆ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕಿಸುತ್ತವೆ.ಅವುಗಳ ಆಕಾರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಶೃಂಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನ ರಚನೆಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ.ಚೌಕಟ್ಟುಗಳ ಒಳಗೆ ಹೋಸ್ಟ್ ಮಾಡಲಾದ ಯಾವುದೇ ನ್ಯಾನೊ-ವಸ್ತುಗಳು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಫ್ರೇಮ್ ರಚನೆಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.
ತಮ್ಮ ಅಸೆಂಬ್ಲಿ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಡಿಎನ್ಎ ಚೌಕಟ್ಟಿನೊಳಗೆ ಇರಿಸಬೇಕಾದ ಅಜೈವಿಕ ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ನ್ಯಾನೊ-ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಲೋಹೀಯ (ಚಿನ್ನ) ಮತ್ತು ಅರೆವಾಹಕ (ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ಸೆಲೆನೈಡ್) ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಪ್ರೋಟೀನ್ (ಸ್ಟ್ರೆಪ್ಟಾವಿಡಿನ್) ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿದರು.ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಅವರು CFN ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಫೆಸಿಲಿಟಿ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಮಾದರಿಗಳಿಗಾಗಿ ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಉಪಕರಣಗಳ ಸೂಟ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವ್ಯಾನ್ ಆಂಡೆಲ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಚಿತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ DNA ಚೌಕಟ್ಟುಗಳ ಸಮಗ್ರತೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ವೋಕ್ಸೆಲ್‌ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸಿದರು.ಅವರು ನಂತರ 3-D ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಕೋಹೆರೆಂಟ್ ಹಾರ್ಡ್ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಬೀಮ್‌ಲೈನ್‌ಗಳ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಸಿಂಕ್ರೊಟ್ರಾನ್ ಲೈಟ್ ಸೋರ್ಸ್ II (ಎನ್‌ಎಸ್‌ಎಲ್‌ಎಸ್-II) -- ಬ್ರೂಕ್‌ಹೇವನ್ ಲ್ಯಾಬ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಮತ್ತೊಂದು DOE ಆಫೀಸ್ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್ ಯೂಸರ್ ಫೆಸಿಲಿಟಿಯನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಿದರು.ಕೊಲಂಬಿಯಾ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಬೈಕೊವ್ಸ್ಕಿ ಕೆಮಿಕಲ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಸನತ್ ಕುಮಾರ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಗುಂಪು ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಗಮನಿಸಿದ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ರಚನೆಗಳು (ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿ) ವಸ್ತು ವೋಕ್ಸೆಲ್‌ಗಳು ರಚಿಸಬಹುದಾದ ಅತ್ಯಂತ ಉಷ್ಣಬಲವಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿವೆ.
"ಈ ವಸ್ತು ವೋಕ್ಸೆಲ್‌ಗಳು ಪರಮಾಣುಗಳು (ಮತ್ತು ಅಣುಗಳು) ಮತ್ತು ಅವು ರೂಪಿಸುವ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಿಂದ ಪಡೆದ ಕಲ್ಪನೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು ನಮಗೆ ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಈ ವಿಶಾಲವಾದ ಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಡೇಟಾಬೇಸ್ ಅನ್ನು ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಸಕ್ತಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಪೋರ್ಟ್ ಮಾಡಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಕುಮಾರ್ ವಿವರಿಸಿದರು.
ಕೊಲಂಬಿಯಾದ ಗ್ಯಾಂಗ್‌ನ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು ನಂತರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕಾರ್ಯಗಳೊಂದಿಗೆ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ವಸ್ತುಗಳ ಸಂಘಟನೆಯನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡಲು ಅಸೆಂಬ್ಲಿ ವೇದಿಕೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು.ಒಂದು ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಅವರು ಎರಡು ಕಿಣ್ವಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ 3-D ಅರೇಗಳನ್ನು ರಚಿಸಿದರು.ಕಿಣ್ವಗಳು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿದಿದ್ದರೂ, ಅವರು ಕಿಣ್ವಕ ಚಟುವಟಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು ನಾಲ್ಕು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ತೋರಿಸಿದರು.ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿರುವ ವಸ್ತುಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಈ "ನ್ಯಾನೊರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು" ಬಳಸಬಹುದು.ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ವಸ್ತು ಪ್ರದರ್ಶನಕ್ಕಾಗಿ, ಅವರು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಾಟ್‌ಗಳ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಬೆರೆಸಿದರು -- ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಣ್ಣದ ಶುದ್ಧತ್ವ ಮತ್ತು ಹೊಳಪು ಹೊಂದಿರುವ ದೂರದರ್ಶನ ಪ್ರದರ್ಶನಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುವ ಸಣ್ಣ ನ್ಯಾನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲ್‌ಗಳು.ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದಿಂದ ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲಾದ ಚಿತ್ರಗಳು ರೂಪುಗೊಂಡ ಜಾಲರಿಯು ಬೆಳಕಿನ ವಿವರ್ತನೆಯ ಮಿತಿ (ತರಂಗಾಂತರ) ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಬಣ್ಣದ ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ;ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ವಿವಿಧ ಪ್ರದರ್ಶನ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಸುಧಾರಣೆಗೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ.
"ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ರಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಅವು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ಪುನರ್ವಿಮರ್ಶಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ" ಎಂದು ಗ್ಯಾಂಗ್ ಹೇಳಿದರು."ವಸ್ತುಗಳ ಮರುವಿನ್ಯಾಸ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದಿರಬಹುದು; ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹೊಸ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಅವುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಸಂಭಾವ್ಯವಾಗಿ, ನಮ್ಮ ವೇದಿಕೆಯು '3-D ಮುದ್ರಣ ತಯಾರಿಕೆಯ ಆಚೆಗೆ' ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿರಬಹುದು. ವಿನ್ಯಾಸ ಸಂಯೋಜನೆಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ವಸ್ತು ವರ್ಗಗಳ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ನ್ಯಾನೊ-ವಸ್ತುಗಳಿಂದ 3-D ಲ್ಯಾಟಿಸ್‌ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಅದೇ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸುವುದು, ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಾಗದಂತಹವುಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು, ನ್ಯಾನೊ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು."
DOE/Brookhaven ನ್ಯಾಷನಲ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿ ಒದಗಿಸಿದ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳು.ಗಮನಿಸಿ: ಶೈಲಿ ಮತ್ತು ಉದ್ದಕ್ಕಾಗಿ ವಿಷಯವನ್ನು ಸಂಪಾದಿಸಬಹುದು.
ScienceDaily ನ ಉಚಿತ ಇಮೇಲ್ ಸುದ್ದಿಪತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಇತ್ತೀಚಿನ ವಿಜ್ಞಾನ ಸುದ್ದಿಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಿರಿ, ಪ್ರತಿದಿನ ಮತ್ತು ವಾರಕ್ಕೊಮ್ಮೆ ನವೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಅಥವಾ ನಿಮ್ಮ RSS ರೀಡರ್‌ನಲ್ಲಿ ಗಂಟೆಗೊಮ್ಮೆ ನವೀಕರಿಸಿದ ಸುದ್ದಿ ಫೀಡ್‌ಗಳನ್ನು ವೀಕ್ಷಿಸಿ:
ScienceDaily ಕುರಿತು ನಿಮ್ಮ ಅನಿಸಿಕೆಗಳನ್ನು ನಮಗೆ ತಿಳಿಸಿ -- ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಕಾಮೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ನಾವು ಸ್ವಾಗತಿಸುತ್ತೇವೆ.ಸೈಟ್ ಬಳಸುವಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿವೆಯೇ?ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು?
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಜನವರಿ-14-2020