Ученые сформулировали правила нано-дизайна

Наночастицы золота при помощи молекул ДНК объединяются в кристаллические
решетки, где размеры частиц, симметрия и другие параметры решетки могут
контролироваться за счет внешних условий, не зависимо друг от друга. (кликните картинку для увеличения)

Наночастицы золота при помощи молекул ДНК объединяются в кристаллические решетки, где размеры частиц, симметрия и другие параметры решетки могут контролироваться за счет внешних условий, не зависимо друг от друга. (кликните картинку для увеличения)

22.10.2011 (5:47)
Просмотров: 3308
Рейтинг: 0.50
Голосов: 2

Теги:
наномасштаб, наноустройство, наночастица, наномир,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Одной из главных проблем, с которыми до сих пор сталкивались исследователи наномира, была неизвестная природа взаимодействия различных частиц между собой на наноуровне. Подобные знания помогли бы ученым разрабатывать более надежные и стабильные наноустройства. Работая в этом направлении, группа ученых из США предложила свой набор из шести правил взаимодействия частиц на наноуровне, которые помогут в будущем решить до конца поставленную задачу и, фактически, с нуля строить кристаллические решетки.

Научный мир много знает о взаимодействии тел в макромасштабе, но многие процессы наномасштаба пока остаются неизвестными. Поэтому до сих пор теория не позволяет с высокой точностью предсказать, какие наноструктуры будут стабильными, а какие – нет, также как не может предложить советов для поиска наиболее стабильных и полезных наноструктур. Фактически, ученые продвигаются во тьме при поиске новых возможностей наномира.

Для решения этой проблемы группа ученых из Northwestern University (США) рассмотрела наноструктуры, получающиеся из объединения наночастиц золота с помощью молекул ДНК, и сделала ряд выводов относительно возможных структур таких соединений. По их мнению, полученные закономерности могут применяться к любому типу сферических наночастиц, плотно упакованных или просто соединяющихся посредством молекул ДНК.

Целью исследования было установить своего рода «правила» для внешних и внутренних условий, которые приводят к определенным видам взаимодействия между наночастицами золота и молекулами ДНК, а также построить наноструктуры, которые могут быть получены при таком взаимодействии.

С помощью малоуглового рентгеновского рассеяния, команда определила характеристики структуры 41 кристалла, которые базируются на 9 типах кристаллической решетки. Исследователи обнаружили, что для каждой из обнаруженных наноструктур с помощью подбора условий (изменения длины и размера соединительных молекул ДНК) они могут контролировать параметры кристаллической решетки, такие как размер и стабильность. Методики, позволяющие создать каждый из типов наноструктуры, базируются на 6 правилах, изложенных учеными в статье, опубликованной в журнале Science. По мнению ученых, теоретически этим правилам можно было бы следовать, чтобы построить любой тип кристаллической решетки.

Чтобы кратко описать предложенные правила, ученые используют аналогию с игрой в шарики различного цвета. Если в наличии есть шарики, к примеру, красного, зеленого и желтого цветов, то можно использовать молекулы ДНК, чтобы «заставить» красные шарики расположиться в определенных местах. Затем разместить в нужных позициях последовательно желтые и зеленые шары. Все это ученые могут проделывать в суб-нанометровом масштабе.

По мнению исследователей, их работа может существенно облегчить изготовление любых наноструктур, к примеру, массивов наночастиц, лежащих в основе солнечных батарей и предназначенных для более эффективного преобразования светового излучения. Кроме того, методика позволит разрабатывать новые датчики, а также значительно усовершенствовать техники катализа.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное





Rambler's Top100