ابتكر العلماء موصلات نانوية ثلاثية الأبعاد قائمة على الحمض النووي
تمكن فريق دولي من العلماء ، يتألف من علماء أمريكيين وإسرائيليين ، لأول مرة من الحصول على مادة فائقة التوصيل في هيكل ثلاثي الأبعاد. في الوقت نفسه ، تم استخدام جزيئات DNA ذاتية التجميع كأساس للمنتج.
كيف صنعت مادة نانوية ثلاثية الأبعاد
تمكن مهندسون من مختبر Brookhwaven (الولايات المتحدة الأمريكية) ، وجامعة كولومبيا (الولايات المتحدة الأمريكية) وجامعة Bar-Ilan (إسرائيل) من تطوير الأساس لتشكيل هياكل نانوية فائقة التوصيل ، والتي تبين أنها تستند إلى التجميع الذاتي لجزيئات الحمض النووي مع ثابت ترتيب.
بفضل قابلية البرمجة الهيكلية ، يستطيع DNA توفير منصة لتجميع وإنشاء الهياكل المصممة مسبقًا ، وفقًا لمختبر Brookhwaven.
ولكن هناك عيبًا واحدًا مهمًا ، ألا وهو هشاشة الحمض النووي ، والذي لا يسمح باستخدامه في البناء من مواد غير عضوية.
في عمل علمي جديد ، أثبت العلماء أنهم قادرون على اتخاذ أساس سقالة الحمض النووي لتشكيل ثلاثي الأبعاد الهياكل التي يمكن تحويلها لاحقًا بالكامل إلى مواد غير عضوية ، على سبيل المثال ، الموصلات الفائقة.
من أجل تقوية سقالة الحمض النووي ، قرر المهندسون طلاءها بثاني أكسيد السيليكون. بعد ذلك ، تم فحص الهيكل الناتج باستخدام مجهر إلكتروني (NSLS-II) والتأكد من أن الهيكل الناتج يتوافق تمامًا مع المعلمات المحددة مسبقًا.
لذلك ، فإن طلاء الحمض النووي بثاني أكسيد السيليكون قد شكل بنية مستقرة ميكانيكيًا للعلماء ، وهو مثالي لتطبيق المواد غير العضوية.
بعد ذلك ، تم إعادة توجيه مشابك الحمض النووي التي تحولت بهذه الطريقة إلى معهد بار إيلان ، حيث قاموا بتطبيق نيوبيوم ذو درجة حرارة منخفضة موصل فائق عن طريق التبخر.
في الوقت نفسه ، خضعت العملية برمتها للتحكم الدقيق بحيث غطت طبقة النيوبيوم الإطار بالكامل بالتساوي ولم تخترق بأي حال من الأحوال قطعة العمل من خلالها ومن خلالها ، بحيث لا توجد دائرة كهربائية قصيرة.
في الواقع ، هذه التكنولوجيا اوريغامي DNA ليس جديدًا وقد وُجد منذ حوالي 15 عامًا ، ولكن حتى الآن لم يطبق أحد موصلاً فائقًا بهذه الطريقة.
لما هذا
يتوقع مؤلفو الدراسة أن الهياكل الناتجة ستُستخدم في مضخمات الإشارة التي يمكنها زيادة سرعة ودقة أجهزة الكمبيوتر الكمومية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامها في مجسات المجال المغناطيسي الحساسة بشكل خاص في كل من أجهزة الاستكشاف الطبية والجيولوجية.
شارك العلماء نتائج عملهم على صفحات المجلة التواصل مع الطبيعة.
إذا كنت تحب المادة ، فرفع إبهامك وتأكد من الاشتراك. شكرا لاهتمامكم!