Alymlar nanosizirlenen material komponentlerini ýa-da dürli görnüşli - organiki däl ýa-da organiki - islenýän 3-D gurluşlara ýygnamak üçin platforma döretdiler. Öz-özüňi ýygnamak (SA) birnäçe görnüşli nanomateriallary guramak üçin üstünlikli ulanylsa-da, material gaty içerki bolup, materiallaryň içki aýratynlyklaryna esaslanyp dürli gurluşlary döredýär. Tebigat materiallarynda şu gün neşir edilen kagyzda habar berlişi ýaly, täze optiki, himiki we beýleki häsiýetleriň ýüze çykýan nanoskale (metriň milliarddan bir bölegi) dürli 3-D materiallary birmeňzeş tertipde guramak üçin ulanylyp bilner.
"SA-nyň amaly goşundylar üçin saýlamagyň usuly däldiginiň esasy sebäpleriniň biri, dürli nanokomponentlerden birmeňzeş 3-D sargyt edilen massiwleri döretmek üçin şol bir SA prosessiniň köp sanly materialda ulanylyp bilinmezligi" -diýip, ABŞ-nyň Energetika ministrliginiň Funksiýa Nanomateriallar Merkeziniň (CFN) Softumşak we Bio Nanomateriallar Toparynyň ýolbaşçysy Oleg Gang düşündirdi. Kolumbiýa in Engineeringenerçiliginde amaly fizika we materiallar ylmy. "Bu ýerde, metal, ýarymgeçirijiler, hatda beloklar we fermentler ýaly dürli organiki ýa-da organiki nano-obýektleri gurşap alyp bilýän gaty polihedral DNK çarçuwalaryny dizaýn edip, SA prosesini maddy aýratynlyklardan aýyrdyk."
Alymlar kub, oktaedron we tetraedron görnüşinde sintetiki DNK çarçuwalaryny ineredener etdiler. Çarçuwalaryň içinde diňe DNK yzygiderliligi bolan nano-obýektler baglanyp bilýän DNK “gollary” bar. Bu material wokseller - DNK çarçuwasynyň we nano obýektiň birleşmegi - makroskale 3-D gurluşlary ýasap boljak gurluş bloklarydyr. Çarçuwalar, dikliginde kodlanan goşmaça yzygiderlilige görä içerde haýsy nano-obýektiň bardygyna ýa-da ýokdugyna garamazdan biri-birine baglanýar. Görnüşine baglylykda çarçuwalar dürli mukdarda dikligine eýe bolup, düýbünden başga gurluşlary emele getirýärler. Çarçuwalaryň içinde ýerleşýän islendik nano-obýektler şol belli çarçuwanyň gurluşyny alýar.
Gurnama çemeleşmesini görkezmek üçin alymlar metal (altyn) we ýarymgeçiriji (kadmium selenid) nanopartikullary we bakteriýa belogyny (streptawidin) DNK çarçuwalarynyň içinde ýerleşdiriljek organiki we organiki nano-obýektler hökmünde saýladylar. Ilki bilen, CFN Elektron mikroskopiýa desgasynda we biologiki nusgalar üçin kriogen temperaturalarynda işleýän gurallar toplumy bolan Wan Andel institutynda elektron mikroskoplar bilen surata düşmek arkaly DNK çarçuwalarynyň bitewiligini we material sesleriniň emele gelmegini tassykladylar. Soňra Milli Sinhrotron Lightagtylyk Çeşmesi II (NSLS-II) - Brukhawen laboratoriýasyndaky başga bir DOE Ylym Ulanyjy Ofisiniň “Coherent Hard rentgen” ýaýramagy we çylşyrymly materiallary dargatmak üçin 3-D berkitme gurluşlaryny barladylar. Kolumbiýa in Engineeringenerligi Bihowskiý himiýa in Engineeringenerligi professory Sanat Kumar we onuň topary, synag synagyndan geçirilýän panjara gurluşlarynyň (rentgen ýaýramagynyň esaslaryna esaslanyp) material wokselleriniň emele getirip biljek iň termodinamiki taýdan durnuklydygyny açyp görkezdi.
"Bu material wokseller atomlardan (we molekulalardan) we emele gelen kristallardan alnan pikirleri ulanmaga we bu giň bilimleri we maglumatlar binýadyny nanoskale gyzyklanýan ulgamlara geçirmäge mümkinçilik berýär" -diýdi Kumar.
Kolumbiýadaky Gang okuwçylary, gurnama platformasynyň himiki we optiki funksiýalary bolan iki dürli görnüşli materialy guramak üçin nädip ulanyp boljakdygyny görkezdiler. Bir ýagdaýda iki fermenti birleşdirip, ýokary gaplama dykyzlygy bilen 3-D massiw döretdiler. Fermentler himiki taýdan üýtgemän galsa-da, ferment işjeňliginiň dört esse ýokarlanandygyny görkezdi. Bu “nanoreaktorlar” kaskad reaksiýalaryny dolandyrmak we himiki taýdan işjeň materiallary ýasamaga mümkinçilik bermek üçin ulanylyp bilner. Optiki material görkezmek üçin kwant nokatlarynyň iki dürli reňkini garyşdyrdylar - ýokary reňkli doýma we ýagtylyk bilen telewizion displeýleri döretmek üçin ulanylýan kiçijik nanokristallar. Floresan mikroskop bilen düşürilen suratlar, emele gelen panjanyň ýagtylygyň difraksiýa çäginden (tolkun uzynlygy) aşagynda reňk arassalygyny saklaýandygyny görkezdi; bu häsiýet dürli displeýde we optiki aragatnaşyk tehnologiýalarynda ep-esli çözgüdi gowulaşdyrmaga mümkinçilik berip biler.
Gang: "Materiallaryň nähili emele gelip biljekdigi we olaryň işleýşi barada täzeden gözden geçirmeli" -diýdi. "Materiallary täzeden dizaýn etmek zerur bolup bilmez; bar bolan materiallary täze usullar bilen gaplamak olaryň häsiýetlerini ösdürip biler. Potentialhtimal, biziň platformamyz has kiçi terezilerde we has köp material dürlüligi we dizaýn kompozisiýalary bilen materiallary gözegçilikde saklamak üçin" 3-D çap önümçiliginden daşgary "tehnologiýa bolup biler.
DOE / Brookhaven milli barlaghanasy tarapyndan üpjün edilen materiallar. Bellik: Mazmun stil we uzynlyk üçin redaktirlenip bilner.
ScienceDaily-iň gündelik we hepdede täzelenýän mugt e-poçta habarlary bilen iň täze ylym habarlaryny alyň. Ora-da RSS okyjyňyzda her sagat täzelenen täzelikleri görüň:
ScienceDaily hakda näme pikir edýändigiňizi aýdyň - oňyn we negatiw teswirleri kabul edýäris. Sahypany ulanmakda haýsydyr bir problemaňyz barmy? Soraglar?
Iş wagty: Iýul-04-2022