Fysikere siger, at samling af nanopartikler er som at bygge med LEGO'er

Nye processer, der gør det muligt for nanopartikler at samle sig selv til designermaterialer, kunne løse nogle af nutidens teknologiske udfordringer, Alex Travesset fra Iowa State University og Ames Laboratory rapporterer i tidsskriftet 14. oktober Videnskab .

Travesset, en lektor i fysik og astronomi og en lektor ved det amerikanske energiministeriums Ames Laboratory, skriver i tidsskriftets perspektiver, at den kontrollerede selvsamling af nanopartikler kan hjælpe forskere med at skabe nye materialer med unik elektrisk, optisk, mekaniske eller transportmæssige egenskaber.

"Selvsamling af nanopartikler er trådt ind i LEGO-æraen, "Sagde Travesset." Du kan virkelig arbejde med nanopartikler på samme måde som du kan arbejde med LEGO'er. Dette repræsenterer et gennembrud i den måde, vi kan manipulere stof på. Virkelig revolutionerende applikationer vil komme."

I sin kommentar, Travesset rapporterer om konsekvenserne af en videnskabelig artikel, der også er offentliggjort i 14. oktober-udgaven af Videnskab . Hovedforfatterne af den videnskabelige artikel er Chad Mirkin, direktør for International Institute for Nanotechnology ved Northwestern University i Evanston, Syg., og George Schatz, en professor i kemi ved Northwestern. Deres forskerhold beskriver nye teknologier, der bruger komplementære DNA -tråde til at forbinde nanopartikler og kontrollere, hvordan partiklerne præcist samles til målstrukturer.

Nanopartikler er så små - kun milliardtedele af en meter - at det praktisk talt er umuligt at samle rigtige materialer partikel for partikel. Tidligere forsøg på at fremkalde deres selvsamling har kun været succesfulde i en håndfuld systemer og under meget restriktive forhold.

Udviklingen fra Mirkin og Schatz-forskergruppen vil sandsynligvis løfte DNA-programmeret selvsamling til en teknik til design af nanopartikelstrukturer a la carte, " skrev Travesset.

Travessets forskningsprogram omfatter teoretiske studier af samlingen af ​​nanopartikler, og hvordan de kan blandes ensartet med polymerer. Et forskningsartikel, der beskriver nogle af hans fund, blev offentliggjort i bladet den 27. maj Fysiske anmeldelsesbreve (Dynamik og statik af DNA-programmerbar nanopartikel-selvsamling og krystallisation).

Med udviklingen af ​​effektive selvsamlingsteknologier, Travesset sagde, at der er et enormt potentiale for nanopartikelvidenskab.

"At være i stand til at samle nanopartikler med en sådan kontrol repræsenterer en stor bedrift i vores søgen efter at manipulere stof, " skrev han i Science. "Der er øjeblikkeligt vigtige anvendelser relateret til katalyse, medicinsk sansning, nye optiske materialer eller metamaterialer, og andre, der vil følge af disse undersøgelser.

"Højst sandsynlig, imidlertid, mange andre applikationer vil opstå, når vi graver dybere, forstå bedre, udvide yderligere, og tinker med mulighederne i disse materialer. "