شناسهٔ خبر: 74016149 - سرویس علمی-فناوری
نسخه قابل چاپ منبع: ایمنا | لینک خبر

ساخت اَبَرسازه‌های دی‌ان‌ای در نانو

دانشمندان دانشگاه اشتوتگارت موفق شدند با استفاده از رشته‌های DNA، سازه‌های خودآرای پیچیده‌ای در مقیاس نانو بسازند که می‌تواند آینده فناوری‌های نوری، الکترونیکی، اسپین‌ترونیکی و مواد هوشمند را دگرگون کند.

صاحب‌خبر -

به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، در تحولی چشم‌گیر در مرزهای علم و فناوری نانو، گروهی از دانشمندان در دانشگاه اشتوتگارت و مؤسسه ماکس پلانک برای تحقیقات در فیزیک حالت جامد موفق شدند ساختارهای پیچیده‌ای به نام «اَبَرشبکه‌های مو را» را تنها با استفاده از DNA و بدون نیاز به هیچ‌گونه مداخله مکانیکی بسازند. این ساختارهای نانومتری که با دقتی خارق‌العاده در حد ۲ نانومتر ساخته شده‌اند، می‌توانند دریچه‌ای نو به سوی طراحی مواد با ویژگی‌های نوری، مکانیکی و الکترونی مهندسی‌شده بگشایند.

اَبَرشبکه‌های مو را، ساختارهایی هستند که از روی‌هم‌افتادن دو شبکه تکرارشونده (لتیس) با اندکی زاویه یا جابجایی ایجاد می‌شوند و موجب به‌وجود آمدن الگوهایی موج‌گونه و تداخل‌دار می‌شوند، در گذشته ساخت این ساختارها تنها با فرایندهای مکانیکی حساس و پرهزینه ممکن بود، اما پژوهشگران آلمانی، با استفاده از روش‌های نانوفناوری DNA نظیر «DNA اُریگامی» و «مونتاژ با کاشی‌های تک‌رشته‌ای»، توانسته‌اند این سازه‌ها را به‌صورت خودسازمان‌یافته از پایین به بالا خلق کنند.

لورا نا لیو، مدیر مؤسسه فیزیک دوم دانشگاه اشتوتگارت، در توضیح این موفقیت می‌گوید: در روش ما، همه پارامترهای هندسی از قبیل زاویه پیچش، فاصله زیرشبکه‌ها و تقارن بلورین، به‌طور مستقیم در طراحی مولکولی بذر اولیه DNA کدگذاری شده‌اند. این بذر همچون یک نقشه‌سازه‌ای عمل می‌کند و اجازه می‌دهد کل ساختار، تنها با اتکا به تعاملات مولکولی و بدون دخالت بیرونی، با دقت نانومتری خودآرا شود؛ این دستاورد علاوه بر ساخت الگوهای مربعی، لانه‌زنبوری و کگومه، امکان ساخت ابرشبکه‌های گرادیانی را نیز فراهم کرده است؛ ساختارهایی که در آن زاویه پیچش به‌طور پیوسته در سطح تغییر می‌کند و در نتیجه، خواص نهایی ماده در نقاط مختلف قابل مهندسی است.

کاربردهای این فناوری فراگیر است؛ از پایه‌گذاری معماری‌های نانوفوتونی و متاماده‌های مکانیکی، تا خلق چارچوب‌هایی برای انتقال اسپین در الکترون‌های کوانتومی. از آنجا که DNA در پژوهش‌های اخیر نقش فیلتر اسپینی ایفا کرده، این ساختارهای جدید می‌توانند بستری ایده‌آل برای بررسی پدیده‌های انتقال توپولوژیکی اسپین باشند؛ لیو در پایان می‌گوید: ما در حال تقلید از مواد کوانتومی نیستیم؛ بلکه در حال گسترش مرز طراحی ماده‌ای هستیم، از خود مولکول‌ها آغاز می‌کنیم، نه از لایه‌های از پیش ساخته‌شده.