वैज्ञानिकांनी इच्छित 3-डी स्ट्रक्चर्समध्ये नॅनोसाइज्ड मटेरियल घटक किंवा "नॅनो-ऑब्जेक्ट्स" एकत्रित करण्यासाठी एक व्यासपीठ विकसित केले आहे. जरी स्वत: ची असेंब्ली (एसए) यशस्वीरित्या अनेक प्रकारच्या नॅनोमेटेरियल्स आयोजित करण्यासाठी वापरली गेली असली तरी ही प्रक्रिया अत्यंत सिस्टम-विशिष्ट आहे, सामग्रीच्या अंतर्गत गुणधर्मांवर आधारित भिन्न रचना तयार करते. आज नेचर मटेरियलमध्ये प्रकाशित केलेल्या एका पेपरमध्ये नोंदविल्यानुसार, त्यांचे नवीन डीएनए-प्रोग्राम करण्यायोग्य नॅनोफॅब्रिकेशन प्लॅटफॉर्म नॅनोस्केल (मीटरचे अब्ज) येथे समान विहित मार्गांनी विविध प्रकारच्या 3-डी सामग्रीचे आयोजन करण्यासाठी लागू केले जाऊ शकते, जेथे अद्वितीय ऑप्टिकल, केमिकल आणि इतर गुणधर्म उद्भवतात.
"एसए व्यावहारिक अनुप्रयोगांच्या निवडीचे तंत्र नाही यामागील एक मुख्य कारण म्हणजे वेगवेगळ्या नॅनोकॉम्पोनेंट्सकडून समान 3-डी ऑर्डर केलेले अ‍ॅरे तयार करण्यासाठी समान एसए प्रक्रिया विस्तृत सामग्रीमध्ये लागू केली जाऊ शकत नाही," असे कार्यकारी नॅनोमेटेरियलच्या केंद्रातील (सीएफ) च्या केंद्रातील संबंधित लेखक ओलेग गँग यांनी स्पष्ट केले (सीएफएन) प्रयोगशाळा - आणि कोलंबिया अभियांत्रिकीमधील रासायनिक अभियांत्रिकी आणि उपयोजित भौतिकशास्त्र आणि साहित्य विज्ञानाचे प्राध्यापक. "येथे, आम्ही कठोर पॉलिहेड्रल डीएनए फ्रेम डिझाइन करून भौतिक गुणधर्मांमधून एसए प्रक्रियेचे डिकॉप केले जे धातू, अर्धसंवाहक आणि अगदी प्रथिने आणि एंजाइमसह विविध अजैविक किंवा सेंद्रीय नॅनो-ऑब्जेक्ट्सला एन्केप्युलेट करू शकतात."
शास्त्रज्ञांनी क्यूब, ऑक्टेहेड्रॉन आणि टेट्राशेड्रॉनच्या आकारात सिंथेटिक डीएनए फ्रेम अभियंता केले. फ्रेमच्या आत डीएनए "शस्त्रे" आहेत जी केवळ पूरक डीएनए सीक्वेन्ससह नॅनो-ऑब्जेक्ट्स बांधू शकतात. हे साहित्य व्हॉक्सल्स-डीएनए फ्रेम आणि नॅनो-ऑब्जेक्टचे एकत्रीकरण-बिल्डिंग ब्लॉक्स आहेत ज्यातून मॅक्रोस्केल 3-डी स्ट्रक्चर्स बनविले जाऊ शकतात. फ्रेम एकमेकांशी कनेक्ट होतात की कोणत्या प्रकारचे नॅनो-ऑब्जेक्ट त्यांच्या शिरोबिंदूवर एन्कोड केलेल्या पूरक अनुक्रमांनुसार (किंवा नाही) कोणत्या प्रकारचे आहे याची पर्वा न करता. त्यांच्या आकारानुसार, फ्रेममध्ये भिन्न भिन्नता असतात आणि अशा प्रकारे संपूर्णपणे भिन्न रचना तयार करतात. फ्रेमच्या आत होस्ट केलेले कोणतेही नॅनो-ऑब्जेक्ट त्या विशिष्ट फ्रेम स्ट्रक्चरवर घेतात.
त्यांचा विधानसभा दृष्टीकोन दर्शविण्यासाठी, वैज्ञानिकांनी डीएनए फ्रेमच्या आत ठेवण्यासाठी अजैविक आणि सेंद्रिय नॅनो-ऑब्जेक्ट म्हणून मेटलिक (सोन्याचे) आणि सेमीकंडक्टिंग (कॅडमियम सेलेनाइड) नॅनोपार्टिकल्स आणि बॅक्टेरियाचे प्रथिने (स्ट्रेप्टॅव्हिडिन) निवडले. प्रथम, त्यांनी डीएनए फ्रेमच्या अखंडतेची पुष्टी केली आणि सीएफएन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी सुविधा आणि व्हॅन अँडेल इन्स्टिट्यूटमध्ये इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपसह इमेजिंगद्वारे सामग्री व्हॉक्सल्स तयार करण्यास पुष्टी केली, ज्यात जैविक नमुन्यांसाठी क्रायोजेनिक तापमानात कार्यरत साधनांचा एक संच आहे. त्यानंतर त्यांनी नॅशनल सिंक्रोट्रॉन लाइट सोर्स II (एनएसएलएस- II) च्या सुसंगत हार्ड एक्स-रे स्कॅटरिंग आणि जटिल साहित्य विखुरलेल्या जटिल सामग्रीवर 3-डी जाळीच्या संरचनेची तपासणी केली-ब्रूकहावेन लॅबमधील विज्ञान वापरकर्ता सुविधेचे आणखी एक डीओई कार्यालय. कोलंबिया अभियांत्रिकी बायकोव्हस्की रासायनिक अभियांत्रिकी सानत कुमार आणि त्यांच्या गटाने कॉम्प्यूटेशनल मॉडेलिंग सादर केले की प्रायोगिकरित्या साजरा केलेल्या जाळीची रचना (एक्स-रे स्कॅटरिंग पॅटर्नवर आधारित) सर्वात थर्मोडायनामिकली स्थिर आहे जी भौतिक व्हॉक्सेल्स तयार होऊ शकतात.
"हे भौतिक व्हॉक्सल्स आम्हाला अणू (आणि रेणू) आणि त्यांनी तयार केलेल्या क्रिस्टल्समधून प्राप्त केलेल्या कल्पनांचा वापर करण्यास सुरवात करतात आणि नॅनोस्केलच्या आवडीच्या प्रणालींसाठी हे विशाल ज्ञान आणि डेटाबेस पोर्ट करतात," कुमार यांनी स्पष्ट केले.
त्यानंतर कोलंबियामधील गँगच्या विद्यार्थ्यांनी रासायनिक आणि ऑप्टिकल फंक्शन्ससह दोन वेगवेगळ्या प्रकारच्या सामग्रीची संस्था चालविण्यासाठी असेंब्ली प्लॅटफॉर्मचा कसा उपयोग केला जाऊ शकतो हे दर्शविले. एका प्रकरणात, त्यांनी दोन एंजाइमचे सह-एकत्रित केले आणि उच्च पॅकिंग घनतेसह 3-डी अ‍ॅरे तयार केले. एंजाइम रासायनिकदृष्ट्या बदललेले नसले तरी त्यांनी एंजाइमॅटिक क्रियाकलापात चौपट वाढ दर्शविली. हे "नॅनोरेक्टर्स" कॅसकेड प्रतिक्रियांमध्ये फेरफार करण्यासाठी आणि रासायनिक सक्रिय सामग्रीचे बनावट सक्षम करण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात. ऑप्टिकल मटेरियल प्रात्यक्षिकेसाठी, त्यांनी क्वांटम डॉट्सचे दोन वेगवेगळे रंग मिसळले - लहान नॅनोक्रिस्टल्स जे उच्च रंग संपृक्तता आणि ब्राइटनेससह टेलिव्हिजन प्रदर्शन करण्यासाठी वापरले जात आहेत. फ्लूरोसेंस मायक्रोस्कोपसह हस्तगत केलेल्या प्रतिमांनी हे सिद्ध केले की तयार केलेल्या जाळीने प्रकाशाच्या विवर्तन मर्यादेच्या खाली (तरंगलांबी) खाली रंग शुद्धता राखली; ही मालमत्ता विविध प्रदर्शन आणि ऑप्टिकल संप्रेषण तंत्रज्ञानामध्ये रिझोल्यूशन सुधारण्यास अनुमती देऊ शकते.
"साहित्य कसे तयार केले जाऊ शकते आणि ते कसे कार्य करतात यावर आम्हाला पुनर्विचार करण्याची आवश्यकता आहे," गँग म्हणाला. "मटेरियल रीडिझाईन आवश्यक असू शकत नाही; केवळ नवीन प्रकारे विद्यमान सामग्री पॅकेज करणे त्यांचे गुणधर्म वाढवू शकते. संभाव्यत: आमचे व्यासपीठ एक सक्षम तंत्रज्ञान असू शकते '3-डी प्रिंटिंग मॅन्युफॅक्चरिंग' बरीच लहान स्केलवर आणि मोठ्या प्रमाणात विविधता आणि डिझाइन केलेल्या रचना," नानो-ऑब्जेक्ट्सचा विचार केला जाऊ शकतो, "नानो-ऑब्जेक्ट्सचा विचार केला जाऊ शकतो.
डीओई/ब्रूकहावेन राष्ट्रीय प्रयोगशाळेद्वारे प्रदान केलेली सामग्री. टीप: शैली आणि लांबीसाठी सामग्री संपादित केली जाऊ शकते.
दररोज आणि साप्ताहिक अद्यतनित केलेल्या सायन्सेडलीच्या विनामूल्य ईमेल वृत्तपत्रांसह नवीनतम विज्ञान बातम्या मिळवा. किंवा आपल्या आरएसएस रीडरमध्ये तासाच्या अद्ययावत न्यूजफीड्स पहा:
सायन्सेडलीबद्दल आपण काय विचार करता ते आम्हाला सांगा - आम्ही दोन्ही सकारात्मक आणि नकारात्मक टिप्पण्यांचे स्वागत करतो. साइट वापरुन काही समस्या आहेत? प्रश्न?
पोस्ट वेळ: जाने -14-2020