Физики открыли, как частицы самосбираются

Группа физиков обнаружила, как молекулы ДНК самоорганизуются в клейкие клочки между частицами в ответ на инструкции по сборке.

Полученные выводы являются «доказательством концепции» для инновационного способа производства материалов с четко определенной связностью между частицами, отмечается в пресс-релизе Нью-Йоркского университета (NYU).

Работа была опубликована в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences».

«Мы показываем, что можно запрограммировать частицы для создания адаптированных структур с индивидуальными свойствами», - объясняет Ясна Бруич, профессор физического факультета NYU и одна из исследователей. «В то время как краны, дрели и молотки при строительстве должны управляться людьми, эта работа показывает, как можно использовать физику для создания разумных материалов, которые сами «знают» как себя собирать».

Ученые долго ищут средства самосборки молекул и достигли прорывов на многих фронтах. Однако менее разработаны меры, в которых эти крохотные частицы самосбираются с помощью заранее запрограммированного количества связей.

Для решения этого, Бруич и ее коллеги — постдокторант кафедры физики NYU Ангус МакМуллен и профессор механических наук и инженерии в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн Саша Гильгенфельдт — провели серию экспериментов по захвату и манипуляции поведением молекул ДНК на поверхности частиц.

Работая на микронном уровне – с частицами размером 1/25 от размера пылинки, они погружали крошечные капли в жидкий раствор. К этим капелькам были присоединены «линкеры ДНК» – молекулярные инструменты с «липкими концами», позволяющие смешивать и совмещать для образования массива структур, желаемого исследователями.

«Прелесть этой процедуры заключается в том, что мы можем запрограммировать свойства конкретного материала, чтобы он мог быть эластичным или хрупким, или даже обладать способностью к самовосстановлению после разрыва, поскольку связи можно создавать и разрывать обратно», – отмечает Бруич. «Творцы могут принять решение о размещении пяти частиц, которые прилипают только одна к другой, 10 – к двум, и 20 – к трем, или любой другой комбинации. Это позволит вам создавать материалы с определенной топологией или архитектурой».

OstanniPodii.com