Физики обнаружили, как самоорганизуются молекулы ДНК

0 400

Группа физиков обнаружила, как молекулы самоорганизуются в липких участках между частицами в ответ на инструкции по сборке. Полученные результаты предлагают «доказательство концепции» инновационного способа производства материалов с четко определенной связью между частицами.

«Мы показываем, что можно запрограммировать частицы для создания индивидуальных структур с индивидуальными свойствами», — объясняет Ясна Бружич, профессор факультета физики Нью-Йоркского университета и один из авторов исследования.

«В то как краны, дрели и молотки должны управляться людьми при строительстве зданий, наша работа показывает, как можно использовать физику для создания умных материалов, которые «умеют» собирать сами себя».

Ученые давно искали способ самосборки молекул и добились успехов во многих областях. Однако менее развиты способы, при которых эти крошечные частицы самоорганизуются с заранее запрограммированным числом связей.

Чтобы решить эту проблему, ученые провели серию экспериментов, в которых пытались манипулировать поведением молекул на поверхности частиц.

Работая на микронном уровне — с частицами размером в 25 раз меньше пылинки — они погружали крошечные частицы в жидкий раствор. К ним были прикреплены «линкеры ДНК» — молекулярные инструменты, обладающие «липкими концами», которые позволяют смешивать и сопоставлять их с образованием массива структур, желаемых исследователями.

На видео показано, что синяя частица первоначально связывается с тремя красными частицами. При нагревании эти связи разрываются, но при охлаждении частица снова находит трех красных партнеров, показывая, что частица «выбирает» количество образующихся связей. Результат подразумевает, что связи между частицами обратимы и перестраиваются на поверхности частицы, чтобы оптимизировать валентность. Предоставлено: Ангус МакМаллен / Физический факультет Нью-Йоркского университета.

«Прелесть этой процедуры в том, что мы можем запрограммировать свойства конкретного материала, чтобы он мог быть эластичным или хрупким, или даже обладать способностью к самовосстановлению после разрыва, поскольку связи могут быть образованы и разорваны обратимо», — отмечает Ясна Бружич.

«Создатели могут решить добавить пять частиц, которые прилипают только к одной другой, 10 — к двум и 20 — к трем или любой другой комбинации. Это позволит создавать материалы с определенной топологией или архитектурой».

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x