Ny mpahay siansa dia namolavola sehatra iray hanangonana singa ara-materialy nanosized, na "zavatra nano", misy karazany tena samihafa - tsy organika na organika - ho amin'ny rafitra 3D irina. Na dia nahomby aza ny fivoriam-tena (SA) mba handaminana karazana nanomaterials, ny fizotrany dia tena manokana momba ny rafitra, niteraka rafitra samihafa mifototra amin'ny toetran'ny fitaovana. Araka ny notaterina tao amin'ny taratasy iray nivoaka androany tao amin'ny Nature Materials, ny ADN-programmable nanofabrication sehatra vaovao dia azo ampiharina mba handaminana karazana fitaovana 3-D amin'ny fomba mitovy amin'ny nanoscale (arivo tapitrisa metatra), izay tsy manam-paharoa optika, simika. , ary mipoitra ny fananana hafa.
"Ny iray amin'ireo antony lehibe mahatonga ny SA tsy teknika safidy ho an'ny fampiharana azo ampiharina dia ny tsy fisian'ny dingana SA mitovy amin'ny fitaovana isan-karazany mba hamoronana array 3-D mitovy amin'ny nanokomponent samihafa," hoy ny fanazavan'ny mpanoratra Oleg Gang. , mpitarika ny Vondrona Soft and Bio Nanomaterials ao amin'ny Center for Functional Nanomaterials (CFN) - Biraon'ny Departemantan'ny Angovo (DOE) Amerikana momba ny Siansa mpampiasa Facility ao amin'ny Brookhaven National Laboratory - ary mpampianatra iray momba ny Injeniera simika sy ny Siansa Fizika sy Akora ampiasaina ao amin'ny Columbia Engineering. "Eto, nanala ny fizotry ny SA avy amin'ny fananana ara-materialy izahay tamin'ny alàlan'ny famolavolana rafitra ADN polyhedral henjana izay afaka mameno ireo zavatra nano-organika na organika isan-karazany, ao anatin'izany ny metaly, semiconductor, ary na proteinina sy enzymes aza."
Ny mpahay siansa dia nanamboatra rafitra ADN synthetic miendrika goba, octahedron ary tetrahedron. Ao anatin'ny frame dia misy "sandry" ADN izay tsy misy afa-tsy zavatra nano miaraka amin'ny filaharan'ny ADN mifameno ihany no afaka mamatotra azy. Ireo voxel ara-materialy ireo - ny fampidirana ny rafitra ADN sy ny nano-object - no trano fanorenana azo anaovana rafitra 3-D macroscale. Mifandray ny frame na inona na inona karazana zavatra nano ao anatiny (na tsia) araka ny filaharana mifameno misy azy ireo eo amin'ny vertices. Miankina amin'ny endrik'izy ireo, ny frame dia manana isan'ny vertices hafa ary noho izany dia mamorona rafitra hafa tanteraka. Ny zavatra nano apetraka ao anatin'ny frame dia mandray an'io firafitra manokana io.
Mba hanehoana ny fomba fivorian'izy ireo, ny mpahay siansa dia nisafidy nanopartikely metaly (volamena) sy semiconducting (cadmium selenide) ary proteinina bakteria (streptavidin) ho zavatra nano tsy organika sy organika hapetraka ao anatin'ny rafitra ADN. Voalohany, nohamafisin'izy ireo ny fahamarinan'ny rafitra ADN sy ny fananganana voxel ara-materialy amin'ny alàlan'ny fakana sary amin'ny mikraoskaopy elektronika ao amin'ny CFN Electron Microscopy Facility sy ny Van Andel Institute, izay manana fitaovana maromaro miasa amin'ny mari-pana cryogenic ho an'ny santionany biolojika. Avy eo izy ireo dia nandinika ny rafitra 3-D ao amin'ny Coherent Hard X-ray Scattering and Complex Materials Scattering beamlines an'ny National Synchrotron Light Source II (NSLS-II) - biraon'ny DOE iray hafa momba ny Siansa mpampiasa ao amin'ny Brookhaven Lab. Columbia Engineering Bykhovsky Profesora amin'ny Injeniera simika Sanat Kumar sy ny vondrona misy azy dia nanao modeling kajy izay nanambara fa ireo rafitra makarakara voamarika andrana (mifototra amin'ny fiparitahan'ny taratra x-ray) no tena marin-toerana indrindra amin'ny thermodynamika azon'ny voxels.
"Ireo voxels ara-pitaovana ireo dia mamela antsika hanomboka hampiasa hevitra avy amin'ny atôma (sy molekiola) sy ny kristaly izay noforoniny, ary mampita izany fahalalana midadasika sy tahiry izany amin'ny rafitra mahaliana amin'ny nanoscale," hoy i Kumar nanazava.
Nasehon'ireo mpianatry ny Gang ao Columbia avy eo ny fomba azo ampiasana ny sehatra fivoriam-pivoriana mba handrindrana ireo karazana akora roa samy hafa manana fiasa simika sy optika. Amin'ny tranga iray, dia niara-nanangona anzima roa izy ireo, namorona array 3-D miaraka amin'ny hakitroky ny fonosana. Na dia tsy niova ara-tsimika aza ny enzymes, dia nampiseho fitomboana avo efatra heny eo amin'ny asan'ny enzymatic izy ireo. Ireo "nanoreactors" ireo dia azo ampiasaina hanodikodinana ny fanehoan-kevitra mihetsiketsika ary ahafahana manamboatra akora simika mavitrika. Ho an'ny fampisehoana fitaovana optika dia nampifangaro loko roa samy hafa amin'ny teboka quantum izy ireo - nanocrystals bitika izay ampiasaina amin'ny fampisehoana fahitalavitra miaraka amin'ny saturation sy famirapiratana avo be. Ny sary nalaina tamin'ny mikraoskaopy fluorescence dia nampiseho fa ny lattice miforona dia mitazona ny fahadiovan'ny loko eo ambanin'ny fetran'ny diffraction (halavan'ny onjam-pahazavana); Ity fananana ity dia afaka mamela fanatsarana famahana lehibe amin'ny teknolojia fampiratiana sy fifandraisana optika isan-karazany.
"Mila mieritreritra indray ny fomba azo amboarina ny fitaovana sy ny fomba fiasan'izy ireo," hoy i Gang. “Mety tsy ilaina ny fanamboarana fitaovana; Ny famenoana fotsiny ireo fitaovana efa misy amin'ny fomba vaovao dia afaka manatsara ny fananany. Mety ho teknolojia 'mihoatra ny famokarana fanontam-pirinty 3-D' ny sehatra misy antsika mba hifehezana ny fitaovana amin'ny mizana kely kokoa sy miaraka amin'ny karazana akora maro kokoa sy famoronana. Ny fampiasana ny fomba mitovy amin'ny famolavolana 3-D lattices avy amin'ny nano-zavatra tiana amin'ny kilasy ara-materialy samihafa, ny fampidirana ireo izay heverina ho tsy mifanaraka, dia mety hanova ny nanomanufacturing.
Fitaovana nomen'ny DOE/Brookhaven National Laboratory. Fanamarihana: Ny votoatiny dia azo ovaina arakaraka ny fomba sy ny halavany.
Makà vaovao momba ny siansa farany miaraka amin'ny mailaka mailaka maimaim-poana an'ny ScienceDaily, havaozina isan'andro sy isan-kerinandro. Na jereo ny vaovao vaovao isan'ora ao amin'ny mpamaky RSS anao:
Lazao anay ny hevitrao momba ny ScienceDaily — raisinay tsara ny fanehoan-kevitra tsara sy ratsy. Misy olana amin'ny fampiasana ny tranokala? Fanontaniana?
Fotoana fandefasana: Jul-04-2022