Naukowcy tworzą przewodniki 3D w nanoskali oparte na DNA

Międzynarodowy zespół naukowców, złożony z naukowców amerykańskich i izraelskich, po raz pierwszy zdołał uzyskać materiał nadprzewodzący o strukturze trójwymiarowej. Jednocześnie podstawą produktu były samoorganizujące się cząsteczki DNA.

Jak stworzyłeś nanomateriał 3D

Inżynierom z Brookhwaven Laboratory (USA), Columbia University (USA) i Bar-Ilan University (Izrael) udało się opracować podstawa do tworzenia masowych nanoarchitektur nadprzewodzących, które okazały się być oparte na samoorganizacji cząsteczek DNA o stałym konfiguracja.

Dzięki programowalności strukturalnej DNA jest w stanie zapewnić platformę do składania i tworzenia wcześniej zaprojektowanych konstrukcji, według Brookhwaven Lab.

Ale jest jedna istotna wada, a mianowicie kruchość DNA, która nie pozwala na wykorzystanie go do budowy z materiałów nieorganicznych.

W nowej pracy naukowej naukowcy wykazali, że są w stanie przyjąć jako podstawę rusztowanie DNA do tworzenia trójwymiarowych struktury, które można następnie w pełni przekształcić w materiały nieorganiczne, na przykład nadprzewodniki.

Aby wzmocnić rusztowanie DNA, inżynierowie zdecydowali się pokryć je dwutlenkiem krzemu. Następnie uzyskaną strukturę zbadano za pomocą mikroskopu elektronowego (NSLS-II) i upewniono się, że uzyskana struktura dokładnie odpowiada wcześniej określonym parametrom.

Tak więc powłoka DNA dwutlenkiem krzemu stworzyła dla naukowców stabilną mechanicznie strukturę, idealną do nanoszenia materiałów nieorganicznych.

Następnie przekształcone w ten sposób sieci DNA przekierowano do Instytutu Bar-Ilan, gdzie przez odparowanie zastosowano niskotemperaturowy nadprzewodnik niobowy.

Jednocześnie cały proces został poddany starannej kontroli tak, aby warstwa niobu pokrywała równomiernie całą ramę iw żadnym wypadku nie wnikała w obrabiany przedmiot na wskroś, dzięki czemu nie doszło do zwarcia.

W rzeczywistości ta technologia DNA origami nie jest nowy i istnieje od około 15 lat, ale do tej pory nikt nie zastosował w ten sposób nadprzewodnika.

Po co to jest

Autorzy badania spodziewają się, że uzyskane struktury zostaną wykorzystane we wzmacniaczach sygnału, które mogą zwiększyć zarówno szybkość, jak i dokładność komputerów kwantowych. Ponadto mogą być stosowane w szczególnie czułych czujnikach pola magnetycznego zarówno w medycznych, jak i geologicznych urządzeniach badawczych.

Naukowcy podzielili się wynikami swojej pracy na łamach czasopisma Komunikacja natury.

Jeśli podobał Ci się materiał, unieś kciuki do góry i zapisz się. Dziękuję za uwagę!