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能源環境新聞

25納米無機粒子鑄造成功 或利激光技術發展

來源:中國科學報2014-11-12 我要評論(0 )   

美國哈佛大學和麻省理工學院的科研人員近日用金銀等材料鑄造出無機納米顆粒。這項重大突破或可對激光技術、顯微術、太陽能電池、

 美國哈佛大學和麻省理工學院的科研人員近日用金銀等材料鑄造出無機納米顆粒。這項重大突破或可對激光技術、顯微術、太陽能電池、電子器件、環境監測、環境試驗、疾病監測等領域產生促進作用。該研究相關論文9日刊登在美國《科學》雜誌上。

  DNA納米技術是利用脫氧核糖核酸或其他核酸分子的自組裝特質,來構建出可操控的新型納米尺度結構或機械。“我們(men) 用堅硬DNA構造了一個(ge) 微小鑄造車間來製造金屬納米顆粒。這些顆粒的形狀是我們(men) 通過數字手段設計得來的。”該研究論文的作者之一、哈佛大學威斯生物啟發工程研究所(以下簡稱威斯研究所)係統生物學係助教尹鵬說,“該研究發現是DNA納米科技的重大進步,同時也是無機納米材料合成領域的重要突破。”

  這是人類曆史上首次根據用戶指定的三維形狀,打造僅(jin) 有25納米甚至更小的無機納米粒子,同時誤差小於(yu) 5納米。一張紙的厚度都有將近十萬(wan) 納米。

  這也是人類首次用電腦設計軟件對三維無機納米粒子進行如此細致的構思和設計。通過利用這一軟件,研究人員利用線性DNA序列構造出預想顆粒形狀和尺寸的三維框架,這些DNA序列以一種可知的方式相互纏繞。

  威斯團隊的想法類似於(yu) 日本農(nong) 民用玻璃箱培養(yang) 出方形西瓜。據物理學家組織網10月10日(北京時間)報道,威斯研究所的科研人員在他們(men) 精心設計的立方體(ti) DNA模塊中植入了一個(ge) 極小的“金種子”,然後激發其成長。通過一種激發性的化學手段,這顆金種子將填滿該DNA模塊的所有空間,從(cong) 而生產(chan) 一個(ge) 與(yu) 該模塊相同維度的立方體(ti) 納米粒子,且其長、寬、高都可獨立控製。

  接下來,他們(men) 又製造出不同的多邊形三維圖形、球體(ti) 和其他結構,例如一個(ge) 三維的“Y”型納米粒子和另一個(ge) 類似三明治的結構,其中間的立方體(ti) 被兩(liang) 個(ge) 球體(ti) 夾住。這說明,各種不同形狀的納米顆粒可以通過複雜的DNA模塊來構建。

  這些納米粒子有一個(ge) 非常重要的屬性,即一旦成型,將會(hui) 保留原DNA模塊作為(wei) 外殼,從(cong) 而科學家可以對其外表進行精準的附加塑形。這一屬性將有助於(yu) 科學家找到更高靈敏度、更多元化的早期癌症與(yu) 基因疾病檢測手段。此外,導電性更好的粒子,將應用於(yu) 超微計算機以及電子線路中,此時該粒子的外殼將被輕易而迅速地去除,以產(chan) 生純金屬電線和連接器。

  結語:

  DNA早就在納米學、晶體(ti) 學領域搞“兼職”了!三十年前“DNA納米科技”奠基人西曼拿它說事兒(er) 的時候,還遭遇過閉門羹。如今,這一科學門類玩跨界、玩穿越,玩得不亦樂(le) 乎。前提是,一手擎著基礎科學積累的寶藏,一手摸著技術發展的需求脈搏,才能像日本農(nong) 民那樣,“玻璃箱”造成啥形,多大多小,一切隨意!想種啥“種子”,長出啥“西瓜”,信手拈來!我期待著,科技跨界“農(nong) 民”,雄赳赳氣昂昂邁進第三次工業(ye) 革命。

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