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美國科學家用DNA和納米粒子制造出了單晶體 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2013-12-12 14:22:49 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/彭美琴)近日,美國西北大學的研究團隊首次利用DNA和納米粒子制造出了接近完美的單晶體,相關研究成果于近日發表在《自然》雜志上。完美的單晶體在日常生活中應用非常廣泛:鉆石不僅是名貴的飾品,還具有廣泛的工業用途;藍寶石可用于制造激光發生器;而硅則是重要的電子器件原料。
該校納米學家、團隊負責人Chad A. Mirkin說:“原子在晶格中的位置是否精確,決定一塊晶體的好壞。而單晶體連綿不斷且沒有瑕疵的晶格,使其具有獨特的機械、光學以及電磁特性?,F在,我們可以利用DNA和納米粒子來制造這樣的單晶體。”
基于該實驗室最近二十年研制的超結晶格子技術,該研究團隊找到了一種獨特的方法——利用特定的納米材料作為原子、特定的DNA作為粘合劑,經加熱之后便可獲得所需的晶體。
團隊成員之一,該校溫伯格學院化學教授Olvera de la Cruz說:“在上述過程中,DNA鏈的長度和納米粒子尺寸之間的比例非常重要。這一比例直接決定所獲得的晶體質量的優劣。DNA鏈的長度與納米粒子尺寸的比例會影響晶體表面的能量,進而最終決定晶體最后的形狀。不適合的比例會導致晶體表面能量產生波動,進而難以形成規則的形狀;只有合適的比例才會讓能量的波動小許多,進而促進晶體的形成。目前我們已經知曉了一些合適的比例。”研究人員還表示,DNA的長度不能比納米粒子的直徑大過多。在上述研究中,每個納米粒子的直徑在5~20納米之間。而DNA的長度為18個堿基對零六個單堿基。
盡管該團隊目前的主要研究對象是金納米粒子,但是,Chad A. Mirkin表示,這項技術也可以被應用于其他材料。他說:“在經過技術改進之后,我們將能夠制造更大的完美單晶體。而且今后,我們的方法將可以用于制造單晶硅,進而極大地促進硅電子工業的發展。”
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