در حوزه اپتیک و حسگر؛

چگونه با نانوذرات طلا و DNA موادی خارق‌العاده بسازیم؟

با ترکیب نانوذرات طلا و رشته‌های DNA سنتز شده می‌توان ساختار‌های بلوری جدیدی ساخت که پیش از این وجود نداشته‌اند و کاربرد‌های وسیعی در حوزه حسگری و اپتیک دارند.

کد خبر: ۸۵۳۱۰۴

يکشنبه - ۱۸ خرداد ۱۳۹۹ / June 07, 2020

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) با ترکیب کره‌هایی از جنس طلا و پیچاندن آن‌ها در DNA موفق به تولید بلور‌هایی شدند که کاربرد‌های وسیعی در طراحی مواد، حسگری و اپتیک دارد.

نانوذرات به دلیل کاربرد‌های خود در زمینه‌هایی نظیر ذخیره‌سازی داده‌ها، تولید دارو، حسگری و تصویربرداری مورد توجه محققان هستند. با افزایش تقاضا برای نانوذرات، روش‌های مختلفی برای سنتز آن‌ها در بخش‌های مختلف ارائه شده‌است.

یکی از موانع پذیرش گسترده نانوذرات، عدم توانایی در تنظیم موقعیت نانوذرات روی سطوح مختلف است. پژوهشگران MIT با همکاری محققانی از آزمایشگاه دراپر نشان دادند که چگونه می‌توان ابرشبکه‌هایی از جنس نانوذرات را روی سطح با ابعاد، جهت‌گیری و شکل مختلف ایجاد کرد.

آن‌ها این کار را با استفاده از نانوذرات کروی طلا، پوشش داده شده با رشته‌های DNA سنتزی انجام دادند. نتایج این پروژه در نشریه Nature Materials به چاپ رسیده است.

استفاده از خودآرایی نانوذرات، روشی ساده و کارامد برای ساماندهی نانوذرات در یک ساختار دقیق و از پیش‌تعیین شده است تا بتوان بلور‌هایی را روی سطح رشد داد.

چیدمان فضایی نانوذرات را می‌توان برای تولید ساختار‌های پیچیده به کار برد و در نهایت موادی با ویژگی‌های خاص تولید نمود. لوئیس از محققان این پروژه می‌گوید: «DNA فقط حامل کد‌های ژنتیکی نیست بلکه این رشته، وسیله‌ای برای طراحی مواد با روش خودآرایی و همچنین یک اتصال‌دهنده است که به‌عنوان روشی برای تغییر چگونگی تعامل ذرات با هم و سطوح مختلف به کار می‌رود. خودآرایی نانوذرات به ما این امکان را می‌دهد که موادی ایجاد کنیم که به‌طور طبیعی وجود ندارند.»

این پروژه نشان می‌دهد که چگونه از قابلیت برنامه‌ریزی ساختار DNA می‌توان برای تولید بلور‌هایی با ابعاد میکرونی استفاده کرد، بلور‌هایی که شکل، ابعاد و جهت‌گیری آن‌ها قابل تعیین است.

در آینده این ریزساختار‌ها می‌توانند برای بهبود مواد در تولید تشدیدکننده‌های نوری، مواد ساختاری نرم، حسگر‌های زیستی و شیمیایی به کار روند.