DNA自组织技术建立复杂的结构
发布时间:2025-07-13 11:59
[圈子的总编辑]北京的日常科学技术,7月10日(记者张·梅格兰)一名研究团队,包括美国布鲁克哈文国家实验室的科学家,在纳米材料制造领域创造了重要的进步。大自然材料的最后数量已详细发表了两篇有关该纳米级的“下一代3D打印”的文章。这项成就在诸如光子,神经形态计算,催化材料,生物分子支架和核反应堆之类的前卫应用中很重要。该技术的核是DNA分子。该团队将“盒装”设计为纳米斯卡拉(Nanoscala),可用于使用DNA碱基配对属性,以自识别和组装特定形式,即三维像素。这些体素可以组合为形成纳米结构极为复杂和功能的难题。这种“上升”的构造方法与传统完全不同光刻“过程”。它不仅更有效,而且还适用于纳米级的高端制造。该团队展示了此方法的广泛适用性。例如,两个月前,他们为明尼苏达大学提供了嵌入微芯片中的3D光传感器原型。该设备通过在芯片中孵育DNA脚手架并覆盖光敏材料来证明其在光电场中的潜力。此外,该团队提出了一种逆设计策略,可以根据目标结构扭转所需的DNA构造块及其序列。这种方法称为摩西(编码自组织的结构),类似于纳米级的计算机辅助设计软件,该软件可帮助用户确定dna ut voxelsillized以构建特定的三维网络结构。为此,团队进行了许多计算模拟和实验测试。他们可以合并材料例如DNA脚手架中的金纳米颗粒,为最终结构赋予了独特的光学特性,从而在高温环境中提高了它们的稳定性和结构完整。该设备还探索了更多使用该平台来构建更复杂的3D电路,模拟人脑中的神经元连接结构的方法,并不断推动“上升” 3D NanoManufture平台。该技术的重点是它在多个学科和领域中都具有巨大潜力的能力。例如,生物医学科学可用于开发精确的药物管理系统,其生物相容性也为体内可植入的设备提供了安全的基础。尊重旋转能量,控制材料放置的精确方法可用于设计有效的催化剂结构并提高燃料电池或二氧化碳转换设备的效率。此外,可编程属性允许发展智能感觉MA在不同的环境刺激下修改结构或功能的特性,并应用于柔性电子设备,自动化涂层和其他领域。从长远来看,这项技术可以创建一个新的“物质编程”范式。就像写作软件一样,将来,科学家可以直接“写”物质的组成和结构,从而实现从数字设计到物理存在的完美联系。