Tutkijat luovat DNA-pohjaisia nanokokoisia 3D-johtoja
Amerikkalaisista ja israelilaisista tiedemiehistä koostuva kansainvälinen tutkijaryhmä onnistui ensimmäistä kertaa hankkimaan suprajohtavan materiaalin kolmiulotteisessa rakenteessa. Samaan aikaan itse muodostuvia DNA-molekyylejä käytettiin tuotteen perustana.
Kuinka loit 3D-nanomateriaalin
Brookhwavenin laboratorion (USA), Columbian yliopiston (USA) ja Bar-Ilanin yliopiston (Israel) insinöörit onnistuivat kehittämään perusta suurten suprajohtavien nanoarkkitehtuurien muodostumiselle, joka osoittautui perustuvan kiinteiden DNA-molekyylien itsekokoonpanoon kokoonpano.
Rakenteellisen ohjelmoitavuuden ansiosta DNA pystyy tarjoamaan alustan aiemmin suunniteltujen rakenteiden kokoamiseen ja luomiseen Brookhwaven Labin mukaan.
Mutta on yksi merkittävä haittapuoli, nimittäin DNA: n hauraus, joka ei salli sitä käyttää rakentamiseen epäorgaanisista materiaaleista.
Uudessa tieteellisessä työssä tutkijat ovat osoittaneet, että kykenevät ottamaan DNA-telineen perustaksi kolmiulotteisen rakenteet, jotka voidaan myöhemmin muuntaa täysin epäorgaanisiksi materiaaleiksi, esimerkiksi suprajohteet.
DNA-telineen vahvistamiseksi insinöörit päättivät päällystää sen piidioksidilla. Sen jälkeen saatu rakenne tutkittiin elektronimikroskoopilla (NSLS-II) ja varmistettiin, että tuloksena oleva rakenne vastaa tarkalleen aiemmin määriteltyjä parametreja.
Joten DNA: n päällystäminen piidioksidilla on muodostanut tutkijoille mekaanisesti vakaan rakenteen, joka on ihanteellinen epäorgaanisten materiaalien levittämiseen.
Sen jälkeen tällä tavalla muunnetut DNA-ristikot ohjataan Bar-Ilan-instituuttiin, jossa he levittivät matalan lämpötilan suprajohtavaa niobiumia haihduttamalla.
Samalla koko prosessia valvottiin huolellisesti niin, että niobiumkerros peitti koko kehyksen tasaisesti eikä missään tapauksessa tunkeutunut työkappaleen läpi ja läpi niin, ettei oikosulkua ollut.
Itse asiassa tämä tekniikka DNA-origami ei ole uusi ja ollut olemassa noin 15 vuotta, mutta toistaiseksi kukaan ei ole käyttänyt suprajohetta tällä tavalla.
Mitä varten se on
Tutkimuksen tekijät odottavat, että tuloksena olevia rakenteita käytetään signaalivahvistimissa, jotka voivat lisätä sekä kvanttitietokoneiden nopeutta että tarkkuutta. Lisäksi niitä voidaan käyttää erityisen herkissä magneettikenttäantureissa sekä lääketieteellisissä että geologisissa tutkimuslaitteissa.
Tutkijat ovat jakaneet työnsä tulokset lehden sivuilla Luonto-viestintä.
Jos pidit materiaalista, laita peukalosi ylös ja muista tilata. Kiitos huomiostasi!