Znanstveniki ustvarjajo nanodelne 3D vodnike na osnovi DNK

Mednarodni skupini znanstvenikov, ki so jo sestavljali ameriški in izraelski znanstveniki, je prvič uspelo dobiti superprevodni material v tridimenzionalni strukturi. Hkrati so bile za osnovo izdelka uporabljene samosestavne molekule DNA.

Kako ste ustvarili 3D nanomateriale

Inženirjem iz laboratorija Brookhwaven (ZDA), univerze Columbia (ZDA) in univerze Bar-Ilan (Izrael) je uspelo razviti osnova za oblikovanje razsutih superprevodniških nanoarhitektur, za katere se je izkazalo, da temeljijo na samosestavljanju molekul DNA s fiksno konfiguracijo.

Zahvaljujoč strukturni programibilnosti je DNA sposobna zagotoviti platformo za sestavljanje in ustvarjanje predhodno zasnovanih struktur, v skladu z laboratorijem Brookhwaven.

Toda obstaja ena pomembna pomanjkljivost, in sicer krhkost DNK, ki ne omogoča njene uporabe za gradnjo iz anorganskih materialov.

V novem znanstvenem delu so znanstveniki dokazali, da so sposobni za osnovo odvzeti DNK, da tvorijo tridimenzionalne strukture, ki se lahko nato v celoti spremenijo v anorganske materiale, na primer superprevodniki.

Da bi okrepili DNK oder, so se inženirji odločili, da ga prevlečejo s silicijevim dioksidom. Po tem smo nastalo strukturo preučili z elektronskim mikroskopom (NSLS-II) in se prepričali, da nastala struktura natančno ustreza predhodno določenim parametrom.

Torej je prevleka DNA s silicijevim dioksidom oblikovala mehanično stabilno strukturo za znanstvenike, ki je idealna za nanašanje anorganskih materialov.

Po tem so bile tako transformirane DNA rešetke preusmerjene na Inštitut Bar-Ilan, kjer so z izhlapevanjem uporabile nizkotemperaturni superprevodniški niobij.

Hkrati je bil celoten postopek izpostavljen skrbnemu nadzoru, tako da je plast niobija celotno ogrodje enakomerno pokrivala in v nobenem primeru ni skozi in skozi prodrla v obdelovanec, tako da ni prišlo do kratkega stika.

Pravzaprav ta tehnologija DNA Origami ni novo in obstaja približno 15 let, vendar do zdaj še nihče ni uporabil superprevodnika na ta način.

Čemu je namenjena

Avtorji študije pričakujejo, da bodo nastale strukture uporabljene v ojačevalcih signalov, ki lahko povečajo hitrost in natančnost kvantnih računalnikov. Poleg tega jih je mogoče uporabiti v posebej občutljivih senzorjih magnetnega polja v napravah za medicinsko in geološko raziskovanje.

Znanstveniki so rezultate svojih del delili na straneh revije Komunikacija o naravi.

Če vam je bil material všeč, položite palce in se obvezno naročite. Hvala za vašo pozornost!