Применяя ДНК как главный инструмент, междисциплинарная команда забрала золотые наночастицы форм и различных размеров и устроила их в два и три измерения, дабы организовать оптически активные сверхрешетки. Структуры с определенными конфигурациями могли быть запрограммированы при помощи выбора типа частицы и и пример ДНК и последовательность, дабы продемонстрировать практически любой цвет через видимый спектр, отчет ученых.«Архитектура – все, проектируя новые материалы, и у нас сейчас имеется новый метод совершенно верно руководить архитектурой частицы по громадным площадям», сообщил Чед А. Миркин, доктор наук Джорджа Б. Ратмана Химии в Колледже Наук и Вайнберга Искусств в Северо-западном. «физики и Химики будут в состоянии выстроить практически нескончаемое число новых структур со всеми видами увлекательных особенностей. Эти структуры не смогут быть сделаны никакой известной техникой».
Техника объединяет ветхий способ фальсификации – нисходящая литография, тот же самый способ раньше делал компьютерные микросхемы – с новой – программируемая самосборка ведомый ДНК. Северо-западная команда первая, дабы объединить два, дабы достигнуть отдельного контроля за частицей в трех измерениях.
Изучение было опубликовано онлайн изданием Science сейчас (18 января). Миркин и Винаяк П. Дрэвид и Корей Эйдин, оба учителя в Школе Маккормика Нортвестерна Разработки, являются co-corresponding авторами.Ученые будут в состоянии применять сильную и эластичную технику, дабы выстроить метаматериалы – материалы, не отысканные в природе – для диапазона заявлений включая датчики для медицинского и экологического применения.Исследователи применяли комбинацию числовых оптических методов и моделирований спектроскопии, дабы выяснить конкретные сверхрешетки наночастицы, каковые поглощают определенные длины волны видимого света.
Поменянные ДНК наночастицы – золото в этом случае – помещено на предшаблонный шаблон, сделанный из дополнительной ДНК. Стопки структур смогут быть сделаны, введя секунду и после этого треть поменянная ДНК частица с ДНК, которая дополнительна к последующим слоям.В дополнение к тому, дабы быть необыкновенной архитектурой эти материалы отзывчивы стимулами: нити ДНК, каковые держат их совместно, изменяются в длине, в то время, когда выставлено новой окружающей среде, таковой как растворы этанола, каковые варьируются по концентрации. Изменение в длине ДНК, исследователи нашли, стало причиной трансформации цвета от тёмного до красного к зеленой, снабжающей чрезвычайной приспособляемости оптических особенностей.
«Настройка оптических особенностей метаматериалов есть серьёзной проблемой, и отечественное изучение достигает одного из самых высоких диапазонов приспособляемости, достигнутых сейчас в оптических метаматериалах», заявили Айдин, доцент информатики и электротехники в Маккормике.«Отечественная новая метаматериальная платформа – разрешённый правильным и чрезвычайным контролем золотой формы наночастицы, размера и делающий промежутки – открывает большую возможность для оптических метаматериалов нового поколения и метаповерхностей», заявил Айдин.
Изучение обрисовывает новый метод организовать наночастицы в два и три измерения. Исследователи применяли способы литографии, дабы сверлить маленькие отверстия – лишь одна широкая наночастица – в полимере сопротивляется, создавая «посадочные площадки» для компонентов наночастицы, поменянных с берегами ДНК. Посадочные площадки ответственны, Миркин сообщил, поскольку они держат структуры, каковые выращены вертикальными.nanoscopic посадочные площадки поменяны с одной последовательностью ДНК, и золотые наночастицы поменяны с дополнительной ДНК.
Переменными наночастицами с дополнительной ДНК исследователи выстроили стопки наночастицы с огромным позиционным контролем и по громадной площади. Частицы смогут быть формами сферы и различными (размерами, диски и кубы, к примеру).
«Данный подход может употребляться, дабы выстроить периодические решетки из оптически активных частиц, таких как золото, серебро и каждый материал, что возможно поменян с ДНК с феноменальной наноразмерной точностью», сообщил Миркин, директор Интернационального Университета Нортвестерна Нанотехнологий.Миркин кроме этого – учитель медицины в Северо-Западном университете преподаватель и Медицинская школа Файнберга химической и биологической разработки, биоинженерии и разработки и материаловедения в Школе Маккормика.
Успех DNA, о которой информируют, программируемое собрание “настойчиво попросил” экспертных знаний с гибридными (мягко-жёсткими) материалами и красивым нанокопированием и литографскими возможностями достигнуть нужного пространственного разрешения, преданности и определения через громадные области основания. Проектная несколько обратилась к Dravid, давешнему сотруднику Миркина, что специализируется на нанокопировании, передовой микроскопии и характеристике мягких, жёстких и гибридных наноструктур.Dravid внес его экспертные знания и помог в проектировании нанокопирования и связанной характеристики и стратегии литографии новых экзотических структур.
Он – доктор наук Разработки Харриса и Абрахама Материаловедения в Маккормике и директоре-основателе центра НЮАНСА, в котором размещаются передовое копирование, характеристика и литография, применяемая в запрограммированных ДНК структурах.