نانوساختار سه بعدی ابررسانا با استفاده از رشته های DNA فراوری شد - مجله نماشو

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، مواد نانوساختار سه بعدی (3-D) که الکتریسیته را بدون مقاومت راهنمایی می نمایند، قادراند در طیف وسیعی از دستگاه های کوانتومی استفاده شوند. به عنوان مثال، چنین نانوساختار های ابررسانای سه بعدی می توانند در تقویت نماینده های سیگنال برای افزایش سرعت و دقت کامپیوتر های کوانتومی، در حسگر های میدان مغناطیسی فوق العاده حساس برای تصویربرداری پزشکی و نقشه برداری زمین شناسی زیرسطحی استفاده شوند. با این حال، ابزار های ساخت سنتی مانند لیتوگرافی محدود به نانوساختار های یک و دو بعدی مانند سیم های ابررسانا و فیلم های نازک شده اند.

به تازگی دانشمندان آزمایشگاه ملی بروخاون و وزارت انرژی ایالت متحده (DOE) و دانشگاه کلمبیا پلتفورمی را برای نانومعماری ابررسانای سه بعدی ارائه کردند.

نتایج این پروژه در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است. در این مقاله محققان جزئیات مربوط به پلتفورمی را ارائه کردند که مبتنی بر خودآرایی DNA به شکل های سه بعدی مورد نظر در مقیاس نانو است. در خودآرایی DNA، یک رشته طولانی از DNA توسط رشته های مکمل کوتاه تر از مکان های خاص تا می گردد.

اولگ گانگ، رهبر گروه نانومواد نرم و زیستی در مرکز نانومواد عامل دار آزمایشگاه بروخاون (CFN) و استاد شیمی می گوید: به دلیل قابلیت برنامه ریزی ساختاری، DNA می تواند یک پلتفورم خودآرایی برای فراوری نانوساختار ها باشد.

با این حال، شنمایندگی DNA باعث می گردد که برای ساخت دستگاه های کاربردی و نانوساخت که به مواد غیرآلی احتیاج دارد، نامناسب به نظر برسد. در این مطالعه، ما نشان دادیم که چگونه DNA می تواند به عنوان داربست برای معماری های سه بعدی نانومقیاس استفاده گردد و در نتیجه می توان این رشته ها را به مواد غیرآلی مانند ابررسانا ها تبدیل کرد.

برای ساخت داربست، ابتدا دانشمندان قاب های اوریگامی DNA به شکل هشت وجهی را طراحی کردند. آرون میکلسون، راهبرد قابل برنامه ریزی DNA را اعمال کرد تا این قاب ها به شبکه های دلخواه تبدیل شوند. سپس، او از یک روش شیمیایی برای پوشاندن شبکه های DNA با دی اکسید سیلیسیم (سیلیس) استفاده و ساختار های نرم اصلی را محکم کرد که برای حفظ ساختار آن ها به یک محیط مایع احتیاج داشت. این تیم فرآیند ساخت را به گونه ای تغییر داد که ساختار طراحی شده به دست آید. نتایج تست ها و آزمون های مشخص مشخصات نیز رسیدن به این ساختار ها را تایید کرد.

گانگ گفت: پردازش DNA در فرم اصلی با روش های معمول فناوری نانو امکان پذیر نیست. اما هنگامی که DNA را با سیلیس پوشاندیم یک ساختار سه بعدی مکانیکی قوی به دست آمد.