نانوذرات توخالی برعکس نامشان منجر به تولید مواد بسیار قوی میشوند!

به گزارش مجله خبری نگار،ذراتی که به حدی کوچک‌اند که نمی‌توان باروش‌های مرسوم آن‌ها را جمع‌آوری کرد و آرایش داد، احتمالا بتوانند به رشته‌های DNA بچسبند و در نتیجه ساختار‌های محکم و قوی را ایجاد کنند.

ماده‌ای که از نانوذرات توخالی و DNA ساخته شده، فوق العاده قوی است، به خصوص با توجه به اینکه بلوک‌های ساختمانی آن کوچک هستند. در نهایت می‌توان از این مواد برای ساخت وسایل پزشکی و الکترونیکی بسیار محکم استفاده کرد.

هوراشیرو اسپینوسا و همکارانش در دانشگاه نورث‌وسترن در ایلینویز، برای تهیه این ماده فوق العاده قوی، از ذرات ساخته شده از فلزاتی مانند طلا و پلاتین با ابعاد صد نانومتر کار خود را آغاز کردند برخی از آن‌ها مانند مکعب‌های جامد یا توخالی با گوشه‌های مسطح بودند، در حالی که برخی دیگر فقط لبه‌های یک مکعب را تشکیل می‌دادند.

بهترین راه برای اطمینان از این‌که یک ماده از خواص مورد نظر شما برخوردار است، این است که ساختار آن را از ابتدا و با استفاده از واحد‌های ساختمانی بچینید. با این حال، این نانوذرات آنقدر ریز بودند که مونتاژ آن‌ها یک چالش بود. بنابراین، محققان به سراغ DNA رفتند تا از آن به عنوان چسب استفاده کنند.

آن‌ها مولکول‌های با دقت سنتز شده DNA را به نانوذرات متصل کردند. سپس، هنگامی آن‌ها را مخلوط کردند، ذرات DNA که به طور طبیعی به یکدیگر جذب می‌شوند، از نظر شیمیایی پیوند خورده و باعث می‌شوند نانوذرات به هم بچسبند و یک ماده جدید را تشکیل دهند.

به نقل از ستادتوسعه نانو، محققان اشکال متفاوت از نانوذرات را برای ساخت ترکیباتی با خواص مختلف استفاده کردند. در ادامه محققان به آزمایش روی این ساختار‌های تولید شده پرداختند. آن‌ها دریافتند که با استفاده از نانوذرات شبکه‌ای مانند، ماده‌ای با بالاترین استحکام و سفتی تولید می‌شود.

این ماده قوی‌تر از ساختاری بود که از نیکل با استفاده از بلوک‌های ساختمانی ده برابر بزرگتر ساخته شده بود و می‌توانست ده برابر فشار بیشتری نسبت به یک ماده مبتنی بر نیکل تحمل کند. ذرات کوچکتر به طور معمول مواد قوی تری را ایجاد می‌کنند، چنین اجزای ریزی برای شیوه‌های تولید استاندارد مناسب نیستند.

استفاده از DNA یک عامل خارجی برای کنترل ذرات ریز است و دانشمندان را قادر می‌سازد تا ساختار‌هایی با خواص مورد نظر تولید کنند.