וויסנשאפטלער האבן אנטוויקלט א פלאטפארמע פארן צוזאמענשטעלן נאנא-גרייס מאטעריאל קאמפאנענטן, אדער "נאנא-אביעקטן," פון גאר פארשידענע טיפן — נישט-ארגאניש אדער ארגאניש — אין געוואונטשענע דריי-דימענסיאנעלע סטרוקטורן. כאטש זעלבסט-אסעמבלי (SA) איז גענוצט געווארן מיט הצלחה צו ארגאניזירן נאנאמאטעריאלן פון פארשידענע סארטן, איז דער פראצעס געווען גאר סיסטעם-ספעציפיש, און האט גענערירט פארשידענע סטרוקטורן באזירט אויף די אינטרינסישע אייגנשאפטן פון די מאטעריאלן. ווי באריכטעט אין אן ארטיקל ארויסגעגעבן היינט אין "נעיטשור מאטעריאלס", קען זייער נייע דנ"א-פראגראמירבארע נאנאפאבריקאציע פלאטפארמע ווערן גענוצט צו ארגאניזירן א פארשיידנקייט פון דריי-דימענסיאנעלע מאטעריאלן אין די זעלבע פארגעשריבענע וועגן אויף דער נאנא-וואג (ביליאנטלעך פון א מעטער), וואו אייגנארטיגע אפטישע, כעמישע, און אנדערע אייגנשאפטן קומען ארויס.
"איינע פון די הויפט סיבות פארוואס SA איז נישט א טעכניק פון ברירה פאר פראקטישע אנווענדונגען איז אז דער זעלבער SA פראצעס קען נישט ווערן אנגעווענדעט איבער א ברייטע קייט פון מאטעריאלן צו שאפן אידענטישע 3-D געארדענטע ערייז פון פארשידענע נאנאקאמפאנענטן," האט דערקלערט דער קארעספאנדירנדער מחבר אלעג גאנג, פירער פון דער ווייכע און ביא נאנאמאטעריאלן גרופע ביים צענטער פאר פונקציאנעלע נאנאמאטעריאלן (CFN) — א יו.עס. דעפארטמענט פון ענערגיע (DOE) אפיס פון וויסנשאפט באנוצער פאסיליטעט ביי ברוקהייווען נאציאנאלע לאבאראטאריע — און א פראפעסאר פון כעמישע אינזשעניריע און פון אנגעווענדעטע פיזיק און מאטעריאלן וויסנשאפט ביי קאלאמביע אינזשעניריע. "דא, האבן מיר אפגעטיילט דעם SA פראצעס פון מאטעריאל אייגנשאפטן דורך דיזיינען שטרענגע פאליכעדראלע DNA ראמען וואס קענען איינשליסן פארשידענע אינארגאנישע אדער ארגאנישע נאנא-אביעקטן, אריינגערעכנט מעטאלן, האלב-קאנדוקטארן, און אפילו פראטעאינען און ענזימען."
די וויסנשאפטלער האבן אינזשענירט סינטעטישע דנ״א ראמען אין דער פארעם פון א קוב, אקטאהעדראן, און טעטראהעדראן. אינעווייניק פון די ראמען זענען דא דנ״א "ארעמס" צו וועלכע נאר נאַנאָ-אביעקטן מיט דער קאמפלעמענטארער דנ״א סיקווענץ קענען זיך בינדן. די מאטעריעלע וואקסלען — די אינטעגראציע פון דער דנ״א ראם און נאַנאָ-אביעקט — זענען די בוי-שטיינער פון וועלכע מאקראסקאלע 3-דימענסיאנעלע סטרוקטורן קענען געמאכט ווערן. די ראמען פארבינדן זיך איינע מיט דער אנדערער, נישט קוקנדיק אויף וואספארא סארט נאַנאָ-אביעקט איז אינעווייניק (אדער נישט) לויט די קאמפלעמענטארע סיקווענצן מיט וועלכע זיי זענען ענקאדירט ביי זייערע ווערטיקעס. דעפּענדינג אויף זייער פארעם, האבן ראמען אן אנדערע צאל ווערטיקעס און פארמען אזוי גאר אנדערע סטרוקטורן. יעדער נאַנאָ-אביעקט וואס געפינט זיך אינעווייניק פון די ראמען נעמט אן יענע ספעציפישע ראם סטרוקטור.
כדי צו דעמאנסטרירן זייער אסעמבלי צוגאנג, האבן די וויסנשאפטלער אויסגעקליבן מעטאלישע (גאָלד) און האַלב-קאַנדאַקטינג (קאַדמיום סעלעניד) נאַנאָפּאַרטיקלען און אַ באַקטיריעל פּראָטעין (סטרעפּטאַווידין) ווי די ינאָרגאַנישע און אָרגאַנישע נאַנאָ-אָביעקטן צו זיין געשטעלט אין די דנאַ ראַמען. ערשטנס, האבן זיי באשטעטיקט די אינטעגריטעט פון די דנאַ ראַמען און פאָרמירונג פון מאַטעריאַל וואָקסעלס דורך ימאַגינג מיט עלעקטראָן מיקראָסקאָפּן ביי די CFN עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי פאַסיליטי און די וואַן אַנדעל אינסטיטוט, וואָס האט אַ סוויט פון ינסטרומענטן וואָס אַרבעטן ביי קריאָגעניק טעמפּעראַטורן פֿאַר ביאָלאָגישע מוסטערן. זיי האבן דעמאָלט פּראָבירט די 3-D גיטער סטרוקטורן ביי די קאָוכירענט האַרד X-שטראַל סקאַטערינג און קאָמפּלעקס מאַטעריאַלס סקאַטערינג ביעמליינז פון די נאַשאַנאַל סינטשראָטראָן ליכט מקור II (NSLS-II) - אן אנדער DOE אָפיס פון וויסנשאַפֿט באַניצער פאַסיליטי ביי ברוקהאַוון לאַב. קאָלאָמביאַ אינזשענירינג ביכאָווסקי פּראָפעסאָר פון כעמישער אינזשענירינג סאַנאַט קומאַר און זיין גרופּע האבן דורכגעפירט קאַמפּיוטיישאַנאַל מאָדעלינג וואָס אַנטפּלעקט אַז די עקספּערימענטאַל באמערקט גיטער סטרוקטורן (באַזירט אויף די X-שטראַל סקאַטערינג פּאַטערנז) זענען געווען די מערסט טערמאָדינאַמיש סטאַביל אָנעס וואָס די מאַטעריאַל וואָקסעלס קענען פאָרעם.
"די מאַטעריאַלע וואָקסעלס לאָזן אונדז אָנהייבן נוצן געדאַנקען וואָס שטאַמען פֿון אַטאָמען (און מאָלעקולן) און די קריסטאַלן וואָס זיי פֿאָרמען, און איבערפֿירן דעם ריזיקן וויסן און דאַטאַבייס צו סיסטעמען פֿון אינטערעס אויף דער נאַנאָסקאַלע," האָט קומאַר דערקלערט.
גאנג'ס סטודענטן אין קאלאמביע האבן דאן דעמאנסטרירט ווי אזוי די אסעמבלי פלאטפארמע קען גענוצט ווערן צו פירן די ארגאניזאציע פון צוויי פארשידענע סארטן מאטעריאלן מיט כעמישע און אפטישע פונקציעס. אין איין פאל, האבן זיי צוזאמען צוזאמענגעשטעלט צוויי ענזימען, שאפנדיג 3-דימענסיאנעלע ערייז מיט א הויכער פאקינג געדיכטקייט. כאטש די ענזימען זענען געבליבן כעמיש אומגעביטן, האבן זיי געוויזן א בערך פירפאכיגע פארגרעסערונג אין ענזימאטישער אקטיוויטעט. די "נאנארעאקטארן" קענען גענוצט ווערן צו מאניפולירן קאסקאדע רעאקציעס און ערמעגליכן די פאבריקאציע פון כעמיש אקטיווע מאטעריאלן. פאר דער אפטישער מאטעריאל דעמאנסטראציע, האבן זיי געמישט צוויי פארשידענע פארבן פון קוואנטום פונקטן - קליינע נאנאקריסטאלן וואס ווערן גענוצט צו מאכן טעלעוויזיע דיספלעיס מיט הויכער קאליר זעטיקונג און ברייטקייט. בילדער וואס זענען געכאפט געווארן מיט א פלורעסענס מיקראסקאפ האבן געוויזן אז די געשאפענע גיטער האט געהאלטן קאליר ריינקייט אונטערן דיפראקציע לימיט (וועללענג) פון ליכט; די אייגנשאפט קען ערמעגליכן א באדייטנדע רעזאלוציע פארבעסערונג אין פארשידענע דיספלעי און אפטישע קאמוניקאציע טעכנאלאגיעס.
"מיר דאַרפן איבערטראַכטן ווי מאַטעריאַלן קענען געשאַפן ווערן און ווי זיי פונקציאָנירן," האָט געזאָגט גאַנג. "מאַטעריאַל רידיזיין איז אפשר נישט נייטיק; פשוט פּאַקאַדזשינג עקזיסטירנדיקע מאַטעריאַלן אין נייע וועגן קען פֿאַרבעסערן זייערע אייגנשאַפטן. פּאָטענציעל, קען אונדזער פּלאַטפאָרמע זיין אַן ערמעגלעכנדיקע טעכנאָלאָגיע 'ווייטער פון 3-D דרוק מאַנופאַקטורינג' צו קאָנטראָלירן מאַטעריאַלן אין פיל קלענערע וואָג און מיט אַ גרעסערע מאַטעריאַל פאַרשיידנקייט און דיזיינד קאַמפּאַזישאַנז. ניצן דעם זעלבן צוגאַנג צו שאַפֿן 3-D גיטערס פון געוואונטשע נאַנאָ-אָביעקטן פון פאַרשידענע מאַטעריאַל קלאַסן, ינטאַגרייטינג די וואָס וואָלט אַנדערש זיין גערעכנט ווי ינקאָמפּאַטיבל, קען רעוואָלוציאָנירן נאַנאָמאַנופאַקטורינג."
מאַטעריאַלן צוגעשטעלט דורך DOE/Brookhaven National Laboratory. באַמערקונג: אינהאַלט קען זיין רעדאַקטירט פֿאַר סטיל און לענג.
באַקומט די לעצטע וויסנשאַפֿט נייעס מיט ScienceDaily'ס פרייע אימעיל נוזלעטערס, דערהייַנטיקט טעגלעך און וועכנטלעך. אדער זעט שעהלעך דערהייַנטיקטע נייעס-פידס אין אייער RSS לייענער:
זאָגט אונדז וואָס איר טראַכט וועגן ScienceDaily — מיר באַגריסן ביידע פּאָזיטיווע און נעגאַטיווע באַמערקונגען. האָט איר פּראָבלעמען מיטן ניצן דעם וועבזייטל? פֿראַגעס?
פּאָסט צייט: יולי-04-2022