Розробки та інновації

Вчені створили нанорозмірні 3D провідники на основі ДНК

Міжнародній групі вчених, що складається з американських та ізраїльських вчених, вперше вдалося отримати надпровідний матеріал в тривимірній структурі. При цьому основою для виробу були використані самозбираються молекули ДНК. © Brookhaven National Laboratory Схема створення надпровідного наноматеріалу на основі самозбірки ДНККак вдалося створити 3D наноматериалИнженерам з Брукхвейвенской лабораторії (США), Колумбійського університету (США) і Університету Бар-Ілан (Ізраїль) вдалося розробити основу для формування об’ємних надпровідних наноархитекстур, які опинилися засновані на зборку молекул ДНК з фіксованою конфігурацією.

Як йдеться у повідомленні Брукхвейвенської лабораторії, завдяки структурній програмованості, ДНК здатна забезпечити майданчик для складання і створення раніше сконструйованих структур. Але є один істотний недолік, а саме крихкість ДНК, що не дозволяє її використовувати для конструювання з неорганічних матеріалів. Схема збірки тривимірної надрешітки з октаедричних рамок ДНК і наночастинок золота і її перетворення в кремнезем і надпровідну структуру.

У новій науковій роботі вчені продемонстрували, що здатні взяти за основу каркас ДНК для формування тривимірних структур, які згодом можуть бути повноцінно трансформовані в неорганічні матеріали, наприклад, надпровідники. Для того, щоб зміцнити каркас з ДНК, інженери вирішили покрити його діоксидом кремнію. Після цього отриману структуру розглянули за допомогою електронного мікроскопа (NSLS-II) і переконалися, що отримана конструкція в точності відповідає заданим раніше параметрам.

Так ось, покриття ДНК діоксидом кремнію сформувало для вчених механічно стійку конструкцію, яка ідеально підходить для нанесення неорганічних матеріалів. Електронна мікроскопія та елементний аналіз надрешітки, покритої Nb. Після цього перетворені таким чином решітки ДНК були перенаправлені в Інститут Бар-Ілана, де зробили нанесення низькотемпературного надпровідника ніобію методом випаровування.

При цьому весь процес піддавався ретельному контролю, щоб шар ніобію покрив весь каркас рівномірно і ні в якому разі не проникав в заготовку наскрізь для того, щоб не було короткого замикання. Насправді дана технологія ДНК-орігамі не нова і існує близько 15років, але до цих пір ніхто ще не наносив надпровідник таким чином. Для чого це потрібноквантовий комп’ютеравтори дослідження розраховують, що отримані таким чином структури будуть використовуватися в підсилювачах сигналів, які здатні підвищити як швидкість, так і точність квантових комп’ютерів.

Крім цього вони можуть бути застосовані в особливо чутливих датчиках магнітного поля як в медичних, так і геологорозвідувальних приладах. Результатами своєї роботи вчені поділилися на сторінках журналу Nature Communication. Сподобався матеріал, тоді ставимо палець вгору і обов’язково Підписуємося.
Дякую за приділену увагу!

Related posts

Leave a Comment