Про це повідомляє “Kreschatic” з посиланням на SciTechDaily
Нещодавно вчені з Колумбійського університету досягли значного прориву у сфері нанотехнологій, створивши 3D-структури за допомогою лише ДНК та води. Цей технологічний прорив відкриває нові горизонти для розвитку мікроелектроніки, медицини та багатьох інших галузей, оскільки дозволяє зібрати матеріали з наночасток самостійно, без необхідності в складних технологіях.
Дослідники застосували ДНК як “будівельні блоки” для створення складних наноматеріалів. Вони розробили метод, що дозволяє програмувати молекули ДНК так, щоб вони самостійно збирались у потрібні 3D-структури. Це дозволяє створювати об’єкти, які мають особливі властивості, такі як світловідбивні властивості чи мініатюрні електронні компоненти. Такий підхід є ефективнішим і екологічнішим за традиційні методи виробництва, адже він відбувається у воді та не вимагає складних процесів.
Як працює новий метод створення 3D-структур?
В основі цього методу лежить використання молекул ДНК, що складаються з чотирьох нуклеотидів. Ці нуклеотиди можуть з’єднуватися лише в певні комбінації, що дозволяє контролювати процес складання матеріалів на нанорівні. ДНК може бути “запрограмована” для створення потрібних 3D-форм. Завдяки цьому вчені можуть зібрати наночастки в потрібні структури без необхідності в ручному втручанні. Процес самозбірки значно зменшує час і витрати на виробництво.
Цей підхід, за словами дослідників, дозволяє створювати структури з різноманітними властивостями: біологічними, оптичними, електричними та магнітними. Завдяки такому універсальному підходу, ці матеріали можуть знайти застосування в різних галузях, від медицини до нових комп’ютерних технологій, таких як нейроморфні обчислення.
Перспективи використання в різних галузях
Завдяки здатності контролювати процес складання на нанорівні, вчені сподіваються на значні прориви в обробці матеріалів та їх застосуванні у різних сферах. Наприклад, створення наноматеріалів, здатних маніпулювати світлом, відкриває можливості для розвитку оптичних комп’ютерів. Ці матеріали можуть працювати з інформацією за допомогою світла, що значно збільшить швидкість обробки даних.
Також значний потенціал цієї технології полягає в медицині, зокрема у створенні біологічно сумісних матеріалів для імплантатів чи навіть в розробці нових методів лікування. Крім того, цей метод може використовуватись для створення нових каталітичних матеріалів, що також важливо для хімічної промисловості.
Технологія самозбірки в практичному застосуванні
Одним із найбільших досягнень цього методу є використання води як середовища для самозбірки. Це значно спрощує виробничий процес, знижує витрати і робить технологію екологічною. Для цього використовуються спеціальні водяні колби, в яких компоненти самостійно збираються в задані структури, що дозволяє значно зменшити час і витрати на створення 3D-матеріалів.
Це відкриття може стати основою для масового виробництва нових матеріалів і пристроїв на нанорівні, що змінить багато галузей, включаючи електроніку, медицину, енергетику та інші. Технологія може дозволити створювати не тільки функціональні матеріали, а й нові пристрої, які раніше були б неможливими для виготовлення традиційними методами.
Нагадаємо, раніше ми писали про ключові виклики для лідера та способи їх подолання.
