Zanyaran platformek ji bo komkirina pêkhateyên maddî yên nanospî, an jî "nano-objeyên", ji celebên pir cihê -- neorganîk an organîk -- li strukturên 3-D yên xwestî pêş xistine. Her çend xwe-kombûna (SA) bi serfirazî ji bo organîzekirina nanomaterialên ji çend celeban hatî bikar anîn jî, pêvajo pir pergalê-taybet bû, ku li ser bingeha taybetmendiyên xwerû yên materyalan strukturên cihêreng diafirîne. Wekî ku di kaxezek ku îro di Nature Materials de hate weşandin de, platforma wan a nanoçêkirina DNA-bernamekirî ya nû dikare were sepandin da ku cûrbecûr materyalên 3-D bi heman awayên diyarkirî di nano pîvana (mîlyaryek metreyek) de, ku li wir optîk, kîmyewî bêhempa ye, were sepandin. , û taybetmendiyên din derdikevin holê.
"Yek ji sedemên sereke ku SA ne teknîkek bijarte ye ji bo sepanên pratîkî ev e ku heman pêvajoya SA-yê nikare li ser cûrbecûr materyalan were sepandin da ku ji nano-pêkhateyên cihêreng rêzikên rêzkirî yên 3-D yên yeksan biafirîne," nivîskarê têkildar Oleg Gang diyar kir. , serokê Koma Nanomaterialên Nerm û Biyo li Navenda NanoMateryalên Fonksiyonel (CFN) -- Dezgehek Bikarhêner a Ofîsa Zanistî ya Wezareta Enerjiyê ya Dewletên Yekbûyî (DOE) li Laboratoriya Neteweyî ya Brookhaven - û profesorek Endezyariya Kîmyewî û Fîzîk û Zanistiya Materyalên Serlêdan li Endezyariya Columbia. "Li vir, me pêvajoya SA ji taybetmendiyên maddî veqetand bi sêwirana çarçeweyên DNA yên pirhedral ên hişk ên ku dikarin nano-tiştên cûrbecûr neorganîk an organîk, di nav de metal, nîvconduktor, û tewra proteîn û enzîman jî vehewînin."
Zanyaran çarçoveyên DNA yên sentetîk ên bi şiklê kûbe, heştedron û tetrahedron çêkirine. Di hundurê çarçoweyan de "çekên" DNA hene ku tenê nano-objectên bi rêzika ADNyê ya temamker dikarin pê ve girêbidin. Van voxelên maddî -- yekbûna çarçoweya DNA û nano-objeyê -- blokên avahî ne ku ji wan strukturên 3-D makropîvan têne çêkirin. Çarçew bi hevdu ve girêdidin bê ka çi celeb nano-objekt di hundurê de ye (an na) li gorî rêzikên temamker ên ku ew bi wan re li berikên xwe hatine kod kirin. Li gorî şeklê wan, çarçove xwedî jimareyek cihêreng in û bi vî rengî avahiyên bi tevahî cûda pêk tînin. Her nano-tiştên ku di hundurê çarçove de têne mêvandar kirin wê avahiya çarçoveyek taybetî digire.
Ji bo ku nêzîkatiya xwe ya kombûnê nîşan bidin, zanyar nanoparçeyên metalîk (zêr) û nîvgiran (kadmium selenîd) û proteînek bakterî (streptavîdîn) wekî nano-objeyên neorganîk û organîk ên ku di hundurê çarçoweya DNAyê de werin danîn hilbijartin. Pêşîn, wan yekparçebûna çarçova DNA û avakirina voxelên maddî bi wênekirina bi mîkroskopên elektronîkî li Saziya Mîkroskopî ya Elektronî ya CFN û Enstîtuya Van Andel, ku xwedan komek amûrên ku ji bo nimûneyên biyolojîkî di germahiyên kryojenîk de dixebitin, piştrast kirin. Dûv re wan strukturên tîrêjê 3-D li tîrêjên tîrêjên Belavkirina tîrêjên X-tîrêjê yên Hevgirtî û Berhevkirina Materyalên Kompleks ên Çavkaniya Ronahiyê ya Neteweyî ya Synchrotron II (NSLS-II) - Tesîsek Bikarhêner a Nivîsgeha Zanistî ya DOE ya din li Laboratoriya Brookhaven lêkolîn kirin. Endezyariya Columbia Bykhovsky Profesorê Endezyariya Kîmyewî Sanat Kumar û koma wî modela hesabkerî pêk anîn û diyar kirin ku strukturên tîrêjê yên ku bi ceribandinê hatine dîtin (li ser bingeha şêwazên belavbûna tîrêjên x-ê) ji hêla termodînamîkî ve herî aram in ku voxelên materyalê dikarin çêbikin.
"Ev voxelên maddî rê didin me ku em dest bi karanîna ramanên ku ji atom (û molekul) û krîstalên ku ew çêdikin bikar bînin, û vê zanyarî û databasa berfereh berbi pergalên balkêş ên di asta nano de vedigirin," rave kir Kumar.
Dûv re xwendekarên Gang li Columbia destnîşan kirin ka platforma kombûnê çawa dikare were bikar anîn da ku rêxistina du celeb materyalên bi fonksiyonên kîmyewî û optîkî vebike. Di rewşek de, wan du enzîm bi hev re berhev kirin, rêzikên 3-D yên bi dendika pakkirinê ya bilind ava kirin. Her çend enzîm ji hêla kîmyewî ve neguhezin jî, wan di çalakiya enzîmatîk de bi qasî çar carî zêdebûnek nîşan dan. Van "nanoreaktoran" dikarin ji bo manîpulekirina reaksiyonên kaskadê werin bikar anîn û çêkirina madeyên çalak ên kîmyewî pêk bînin. Ji bo xwenîşandana materyalê optîkî, wan du rengên cihêreng ên xalên quantum tevlihev kirin -- nanokristalên piçûk ên ku têne bikar anîn da ku dîmenderên televîzyonê bi têrbûna reng û ronahiya bilind çêbikin. Wêneyên ku bi mîkroskopa floransansê hatine kişandin nîşan didin ku tîrêjê çêkirî paqijiya rengan di binê sînorê perçebûnê (dirêjahiya pêlê) ronahiyê de diparêze; ev taybetmendî dikare di teknolojiyên ragihandinê yên cihêreng û optîkî de pêşkeftina çareseriyê ya girîng rê bide.
"Pêdivî ye ku em ji nû ve bifikirin ka meriv çawa dikare çêbibe û ew çawa kar dikin," got Gang. "Dibe ku ji nû ve sêwirana materyalê ne hewce be; bi tenê pakkirina materyalên heyî bi awayên nû dikare taybetmendiyên wan zêde bike. Bi potansiyel, platforma me dikare bibe teknolojiyek rêkûpêk 'ji derveyî hilberîna çapkirina 3-D' ku materyalên di pîvanên pir piçûktir de û bi cûrbecûr materyalê mezintir kontrol bike û kompozîsyonên sêwirandî Bi karanîna heman nêzîkatiyê ji nano-objektên xwestî yên çînên materyalê yên cûda pêk tînin, yên ku wekî din têne hesibandin. ne lihevhatî, dikare di hilberîna nanoyê de şoreş bike."
Materyalên ku ji hêla DOE / Laboratory National Brookhaven ve têne peyda kirin. Nîşe: Dibe ku naverok ji bo şêwaz û dirêjiyê were guherandin.
Bi bultenên e-nameya belaş ên ScienceDaily, ku rojane û heftane têne nûve kirin, nûçeyên zanistî yên herî dawî bistînin. An jî nûçeyên nûvekirî yên demjimêrî di xwendevana RSS-a xwe de bibînin:
Ji me re vebêjin ka hûn li ser ScienceDaily çi difikirin -- em hem şîroveyên erênî hem jî neyînî pêşwazî dikin. Pirsgirêkên karanîna malperê hene? Pirs?
Dema şandinê: Jan-14-2020