Колоидни нови материјали во самоорганизација - Спектар на наука
Колоиди: Нови материјали во самоорганизирање
Ситни честички лебдат во течност или воздух во крв, мастило или чад. Во концентрирана форма, овие таканаречени колоиди обично се собираат заедно на нарушен и неконтролиран начин. Со помош на разни точки за прицврстување на ваквите честички, истражувачите кои работат со Дејвид Пајн од Универзитетот во Newујорк сега се во можност да осигурат дека тие ќе се здружат независно во молекуларни асоцијации - со широк спектар на геометриски форми. Во принцип, исто така треба да биде можно да се произведуваат материјали со скроени својства со вештачките атоми.
Честичките со големина на микрометар обично се прицврстуваат на соседните честички во која било точка од нивната површина, без да претпочитаат специфични. Претходните пристапи постигнаа селективност со додавање на едножични ДНК молекули на честичките. Како резултат, само колоидите со комплементарни ДНК насоки се врзуваат за нив. Пајн и неговите колеги сега го проширија овој концепт за да го контролираат и усогласувањето на овие обврзници. За да го направат ова, тие прво распоредија до седум полистиренски сфери во различни геометрии и ги капсулираа на таков начин што само мал дел од сферите излегуваа. Истражувачите потоа ги надградија симетрично распределените „острови“ на специфични места за прицврстување со помош на ДНК насоки. Оваа постапка им овозможи прецизно да го одредат бројот на врски што може да ги формира синтетизираната честичка. Оваа таканаречена вредност на врската води до фактот дека честичките се спојуваат независно во карактеристични аранжмани - како атомите во молекулите [1].
Во експериментите на групата, подготвените колоиди резултираа во структури кои потсетуваат на линеарен јаглерод диоксид, тригонален рамн бор трифлуорид или тетраедрални метански молекули. Ова дело е одличен чекор напред, пишуваат Метју onesонс и Чад Миркин од универзитетот Нортвестерн во Еванстон, Илиноис, во придружниот текст [2]. На овој начин, во согласност со принципот оддолу нагоре, може да се изградат значително покомплексни структури од помали компоненти отколку што беше претходно можно. Досега, научниците се бореа да ги применат точките за прицврстување на честичките со потребната прецизност и специфично да ги дефинираат дозволените оски на врските на овој начин.
Новиот пристап овозможува честички со различни својства да се соберат во мноштво конфигурации, должината и низата на ДНК молекулите овозможуваат прилагодување на растојанието и врската помеѓу честичките, а симетријата и бројот на прицврстувачките точки овозможуваат разновидни геометрии. Во иднина, групата на Pine би сакала да го искористи овој метод за производство на не само вештачки молекули, туку и нови функционални материјали со прилагодени својства, како што се фотонски кристали со прецизно дефинирани дефекти. Сепак, една пречка што треба да се надмине е производство на доволна количина на подготвени колоиди.