Надґрати. Американці зуміли зробити новий матеріал на основі ДНК

Американські вчені навчилися отримувати композитні матеріали на основі ДНК та декількох видів наночастинок. Молекули біополімера виявилися здатні з'єднувати різнорідні наночастинки у правильну тривимірну наноструктуру, яка називається надґрати. Деталі з посиланням на матеріал вчених у журналі Nature Nanotechnology викладає Phys.org.

Фізики із Брукхевенської лабораторії та приватної дослідницької організації Research Triangle Institute застосували давно відоме властивість молекули ДНК утворювати складні структури завдяки з'єднанню комплементарних відрізків. Вони зуміли отримати результат, за якого молекули збиралися у тривимірну структуру, захоплюючи попутно наночастинки різних типів, збираючи їх у гетерогенну надґраки.

Сам термін "надґрати" вперше запропонували фахівці з фізики твердого тіла для позначення будь-якого утворення, де окрім кристалічної решітки є ще одна просторова періодична структура.

Прикладом надґрат може служити будь багатошаровий матеріал за дотримання двох параметрів - неоднорідності в ньому досить невеликі за шириною, але водночас досить регулярні. З практичної точки зору такі матеріали викликають інтерес у силу відразу низки причин.

Автори дослідження наголошують, що наночастинки різних типів із сусідніх шарів надґрат можуть посилювати особливості один одного. Золоті мікрокульки, наприклад, збільшують яскравість флуоресценції інших часток, що перебувають поблизу, а додавання магнітних наночастинок може призвести до того, що конфігурація надґрат буде змінюватися в магнітному полі.

Це, на думку фізиків, дозволить розробляти перебудовувані мікросистеми абсолютно нового типу. У них частинки одного типу будуть впливати на частинки іншого, причому рівень впливу можна регулювати зовнішнім магнітним полем.

Крім того, змінюючи довжину молекул ДНК дослідники навчилися виробляти композитні надґрати з потрібним періодом від десятків до сотень нанометрів, що теж здатне змінювати оптичні, магнітні і хімічні властивості матеріалу.

Нагадаємо, що Нобелівську премію з хімії могли дати працюючим у США Полу Алівісатос, Чаду Міркіна та Надріану Зіману за створення нанобіотехнологічних методів, що дозволяють збирати різні конструкції з молекул ДНК.