Bài đăng
Chad Mirkin, Nhà khoa học vật liệu tại trường Đại học Northwestern, Evanston, Mỹ và là người đứng đầu một trong hai nhóm nghiên cứu cho biết: “Là các nhà khoa học về nano, hiện chúng tôi đã gần đạt được mơ ước tìm ra cách để phá vỡ mọi thứ thành các khối cơ bản và lắp ráp chúng thành cấu trúc mà chúng tôi muốn”.
Mặc dù trước đây ADN đã được sử dụng để xây dựng các cấu trúc nano phẳng, nhưng đây là lần đầu tiên nó được dùng để tạo ra cấu trúc 3D. Kỹ thuật này đã được thông báo trên Tạp chí Nature của Anh.
Tự lắp ráp
Các nhà nghiên cứu từ lâu đã quan tâm tới việc tạo ra các vật liệu chứa các mạng hạt nano 3D. Theo Phó Giáo sư John Crocker tại trường Đại học Pennsylvania, Mỹ, ý tưởng đưa ra là các “siêu vật liệu” (Metamaterials) này sẽ có các thuộc tính quang học và điện tử độc đáo, tạo khả năng tạo ra các thiết bị la-de và pin mặt trời hiệu suất cao, cũng như các kính hiển vi có độ phân giải cao và thậm chí các lớp phủ có thể làm cho các đồ vật vô hình.
Việc cố làm cho các khối na nô đơn giản tự sắp xếp thành các cấu trúc yêu cầu đã được giải quyết, nhưng định vị chính xác các khối cơ bản khác nhau trong cấu trúc 3D đã chứng tỏ.là một nhiệm vụ không thể coi thường.
Mikin và cộng sự đã sử dụng các quy tắc đơn giản nhưng rất đặc thù của sự kết đôi cơ bản trong ADN để tạo ra hai cấu trúc rất khác nhau từ các hạt vàng 15 nanomet. Các sợi ADN nhân tạo được gắn vào các hạt vàng nhỏ, và các chuỗi ADN khác nhau đã được sử dụng để tạo nên các cấu trúc tinh thể khác nhau.
Mirkin cho biết: “ADN gắn trên bề mặt các hạt nanô chỉ đạo việc bố trí của mỗi hạt nano trong một mạng lớn hơn. Các tinh thể cuối cùng đã được tạo ra từ gần một triệu hạt nanô”.
Sử dụng các phương pháp tinh vi khác, một nhóm khác đứng đầu là Nhà Vật lý Oleg Gang, ở Phòng Thí nghiệm Quốc Gia Brookhaven tại Tp. New York, cũng có báo cáo về việc sử dụng ADN để lắp ráp tinh thể từ các hạt nanô vàng.
Gang và các cộng sự đã tạo ra các tinh thể của họ bằng cách gắn các sợi đơn ADN với các hạt vàng (trong khi Nhóm của Mirkin sử dụng các sợi ADN kép, trong đó có một sợi dài hơn sợi còn lại). Sau đó, sợi ADN “treo lơ lửng” này tìm thấy sợi bổ sung ở hạt khác, tạo thành một liên kết chặt chẽ dựa trên các nguyên tắc ghép đôi cơ bản của ADN truyền thống.
Các nhà nghiên cứu Brookhaven đã tạo ra các tinh thể với cấu trúc mở có thể điều chỉnh được bằng nhiệt độ. Họ nói: “Các hạt nanô được tạo thành một cách thuận nghịch trong các chu kỳ nung nóng và làm lạnh”.
Crocker bình luận như sau về công nghệ mới này trên Tạp chí Nature: “Nếu một kỹ sư siêu vật liệu tương lai yêu cầu một mạng hạt nanô, với cấu trúc và giãn cách, kích cỡ, hợp phần đặc thù, thì phương pháp ADN này khả dĩ hơn để tạo ra nó, so với phương pháp trước đây”.
Theo lời của Gang, thì các nhà khoa học hiện nay đã có thể thay tạo hóa để tạo ra “các nguyên tử nhân tạo” và những vật liệu từ chúng.
Mặc dù trước đây ADN đã được sử dụng để xây dựng các cấu trúc nano phẳng, nhưng đây là lần đầu tiên nó được dùng để tạo ra cấu trúc 3D. Kỹ thuật này đã được thông báo trên Tạp chí Nature của Anh.
Tự lắp ráp
Các nhà nghiên cứu từ lâu đã quan tâm tới việc tạo ra các vật liệu chứa các mạng hạt nano 3D. Theo Phó Giáo sư John Crocker tại trường Đại học Pennsylvania, Mỹ, ý tưởng đưa ra là các “siêu vật liệu” (Metamaterials) này sẽ có các thuộc tính quang học và điện tử độc đáo, tạo khả năng tạo ra các thiết bị la-de và pin mặt trời hiệu suất cao, cũng như các kính hiển vi có độ phân giải cao và thậm chí các lớp phủ có thể làm cho các đồ vật vô hình.
Việc cố làm cho các khối na nô đơn giản tự sắp xếp thành các cấu trúc yêu cầu đã được giải quyết, nhưng định vị chính xác các khối cơ bản khác nhau trong cấu trúc 3D đã chứng tỏ.là một nhiệm vụ không thể coi thường.
Mikin và cộng sự đã sử dụng các quy tắc đơn giản nhưng rất đặc thù của sự kết đôi cơ bản trong ADN để tạo ra hai cấu trúc rất khác nhau từ các hạt vàng 15 nanomet. Các sợi ADN nhân tạo được gắn vào các hạt vàng nhỏ, và các chuỗi ADN khác nhau đã được sử dụng để tạo nên các cấu trúc tinh thể khác nhau.
Mirkin cho biết: “ADN gắn trên bề mặt các hạt nanô chỉ đạo việc bố trí của mỗi hạt nano trong một mạng lớn hơn. Các tinh thể cuối cùng đã được tạo ra từ gần một triệu hạt nanô”.
Sử dụng các phương pháp tinh vi khác, một nhóm khác đứng đầu là Nhà Vật lý Oleg Gang, ở Phòng Thí nghiệm Quốc Gia Brookhaven tại Tp. New York, cũng có báo cáo về việc sử dụng ADN để lắp ráp tinh thể từ các hạt nanô vàng.
Gang và các cộng sự đã tạo ra các tinh thể của họ bằng cách gắn các sợi đơn ADN với các hạt vàng (trong khi Nhóm của Mirkin sử dụng các sợi ADN kép, trong đó có một sợi dài hơn sợi còn lại). Sau đó, sợi ADN “treo lơ lửng” này tìm thấy sợi bổ sung ở hạt khác, tạo thành một liên kết chặt chẽ dựa trên các nguyên tắc ghép đôi cơ bản của ADN truyền thống.
Các nhà nghiên cứu Brookhaven đã tạo ra các tinh thể với cấu trúc mở có thể điều chỉnh được bằng nhiệt độ. Họ nói: “Các hạt nanô được tạo thành một cách thuận nghịch trong các chu kỳ nung nóng và làm lạnh”.
Crocker bình luận như sau về công nghệ mới này trên Tạp chí Nature: “Nếu một kỹ sư siêu vật liệu tương lai yêu cầu một mạng hạt nanô, với cấu trúc và giãn cách, kích cỡ, hợp phần đặc thù, thì phương pháp ADN này khả dĩ hơn để tạo ra nó, so với phương pháp trước đây”.
Theo lời của Gang, thì các nhà khoa học hiện nay đã có thể thay tạo hóa để tạo ra “các nguyên tử nhân tạo” và những vật liệu từ chúng.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét