Gli scienziati creano conduttori 3D su nanoscala basati su DNA

Un team internazionale di scienziati, composto da scienziati americani e israeliani, per la prima volta è riuscito a ottenere un materiale superconduttore in una struttura tridimensionale. Allo stesso tempo, come base per il prodotto sono state utilizzate molecole di DNA autoassemblanti.

Come hai creato il nanomateriale 3D

Gli ingegneri del Brookhwaven Laboratory (USA), della Columbia University (USA) e della Bar-Ilan University (Israele) sono riusciti a sviluppare la base per la formazione di nanoarchitetture superconduttrici di massa, che si è rivelata basata sull'autoassemblaggio di molecole di DNA con un configurazione.

Grazie alla programmabilità strutturale, DNA è in grado di fornire una piattaforma per l'assemblaggio e la creazione di strutture progettate in precedenza, secondo il Brookhwaven Lab.

Ma c'è un inconveniente significativo, vale a dire la fragilità del DNA, che non consente di utilizzarlo per la costruzione da materiali inorganici.

In un nuovo lavoro scientifico, gli scienziati hanno dimostrato di essere in grado di prendere come base l'impalcatura del DNA per formare tridimensionali strutture che possono successivamente essere completamente trasformate in materiali inorganici, ad esempio, superconduttori.

Per rafforzare lo scaffold del DNA, gli ingegneri hanno deciso di rivestirlo con biossido di silicio. Successivamente, la struttura risultante è stata esaminata utilizzando un microscopio elettronico (NSLS-II) e si è accertato che la struttura risultante corrispondesse esattamente ai parametri specificati in precedenza.

Quindi, il rivestimento del DNA con biossido di silicio ha formato una struttura meccanicamente stabile per gli scienziati, che è ideale per l'applicazione di materiali inorganici.

Successivamente, i reticoli di DNA trasformati in questo modo sono stati reindirizzati all'Istituto Bar-Ilan, dove hanno applicato un niobio superconduttore a bassa temperatura per evaporazione.

Allo stesso tempo, l'intero processo è stato sottoposto ad un attento controllo in modo che lo strato di niobio coprisse l'intero telaio in modo uniforme e in nessun caso penetrasse nel pezzo in lavorazione, in modo che non ci fosse cortocircuito.

In effetti, questa tecnologia Origami del DNA non è nuovo ed esiste da circa 15 anni, ma fino ad ora nessuno ha applicato un superconduttore in questo modo.

Cosa serve

Gli autori dello studio si aspettano che le strutture risultanti saranno utilizzate in amplificatori di segnale che possono aumentare sia la velocità che la precisione dei computer quantistici. Inoltre, possono essere utilizzati in sensori di campo magnetico particolarmente sensibili in dispositivi di esplorazione sia medici che geologici.

Gli scienziati hanno condiviso i risultati del loro lavoro sulle pagine della rivista Comunicazione della natura.

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