விஞ்ஞானிகள் நானோமயமாக்கப்பட்ட பொருள் கூறுகளை அல்லது "நானோ பொருள்களை" பல்வேறு வகையான - கனிம அல்லது கரிம - விரும்பிய 3-D கட்டமைப்புகளில் ஒன்று சேர்ப்பதற்கான தளத்தை உருவாக்கியுள்ளனர். பல வகையான நானோ பொருட்களை ஒழுங்கமைக்க சுய-அசெம்பிளி (SA) வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், செயல்முறை மிகவும் அமைப்பு சார்ந்தது, பொருட்களின் உள்ளார்ந்த பண்புகளின் அடிப்படையில் வெவ்வேறு கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகிறது. நேச்சர் மெட்டீரியல்ஸில் இன்று வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வறிக்கையில் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளபடி, அவற்றின் புதிய டிஎன்ஏ-நிரல்படுத்தக்கூடிய நானோ ஃபேப்ரிகேஷன் தளம் பல்வேறு 3-டி பொருட்களை அதே பரிந்துரைக்கப்பட்ட வழிகளில் நானோ அளவில் (ஒரு மீட்டரில் பில்லியன்கள்) ஒழுங்கமைக்க பயன்படுத்தப்படலாம், அங்கு தனித்துவமான ஆப்டிகல், கெமிக்கல் , மற்றும் பிற பண்புகள் வெளிப்படுகின்றன.
"நடைமுறை பயன்பாடுகளுக்கு SA தேர்வு நுட்பமாக இல்லாததற்கு ஒரு முக்கிய காரணம் என்னவென்றால், வெவ்வேறு நானோ கூறுகளிலிருந்து ஒரே மாதிரியான 3-D வரிசைப்படுத்தப்பட்ட வரிசைகளை உருவாக்க அதே SA செயல்முறையை பரந்த அளவிலான பொருட்களில் பயன்படுத்த முடியாது" என்று தொடர்புடைய எழுத்தாளர் ஓலெக் கேங் விளக்கினார். , செயல்பாட்டு நானோ பொருட்கள் மையத்தில் (CFN) மென்மையான மற்றும் உயிரியல் நானோ பொருட்கள் குழுவின் தலைவர் - ஒரு அமெரிக்க ஆற்றல் துறை (DOE) அறிவியல் பயனர் அலுவலகம் புரூக்ஹேவன் தேசிய ஆய்வகத்தில் வசதி — மற்றும் கொலம்பியா பொறியியலில் வேதியியல் பொறியியல் மற்றும் பயன்பாட்டு இயற்பியல் மற்றும் பொருள் அறிவியல் பேராசிரியர். "இங்கே, உலோகங்கள், குறைக்கடத்திகள் மற்றும் புரதங்கள் மற்றும் நொதிகள் உட்பட பல்வேறு கனிம அல்லது கரிம நானோ பொருள்களை இணைக்கக்கூடிய திடமான பாலிஹெட்ரல் டிஎன்ஏ பிரேம்களை வடிவமைப்பதன் மூலம் பொருள் பண்புகளிலிருந்து SA செயல்முறையை துண்டித்தோம்."
விஞ்ஞானிகள் ஒரு கன சதுரம், ஆக்டோஹெட்ரான் மற்றும் டெட்ராஹெட்ரான் வடிவத்தில் செயற்கை டிஎன்ஏ பிரேம்களை வடிவமைத்தனர். பிரேம்களுக்குள் டிஎன்ஏ "கைகள்" உள்ளன, அவை நிரப்பு டிஎன்ஏ வரிசையுடன் கூடிய நானோ பொருள்கள் மட்டுமே பிணைக்க முடியும். இந்த மெட்டீரியல் வோக்சல்கள் - டிஎன்ஏ சட்டகம் மற்றும் நானோ-பொருளின் ஒருங்கிணைப்பு - மேக்ரோஸ்கேல் 3-டி கட்டமைப்புகளை உருவாக்கக்கூடிய கட்டுமானத் தொகுதிகள். பிரேம்கள் அவற்றின் உச்சியில் குறியிடப்பட்ட நிரப்பு வரிசைகளின்படி உள்ளே எந்த வகையான நானோ-பொருள் இருந்தாலும் (அல்லது இல்லாவிட்டாலும்) ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்படும். அவற்றின் வடிவத்தைப் பொறுத்து, பிரேம்கள் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான செங்குத்துகளைக் கொண்டுள்ளன, இதனால் முற்றிலும் வேறுபட்ட கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன. பிரேம்களுக்குள் ஹோஸ்ட் செய்யப்பட்ட எந்த நானோ பொருள்களும் அந்த குறிப்பிட்ட பிரேம் அமைப்பைப் பெறுகின்றன.
அவர்களின் அசெம்பிளி அணுகுமுறையை நிரூபிக்க, விஞ்ஞானிகள் உலோக (தங்கம்) மற்றும் குறைக்கடத்தி (காட்மியம் செலினைடு) நானோ துகள்கள் மற்றும் ஒரு பாக்டீரியா புரதம் (ஸ்ட்ரெப்டாவிடின்) ஆகியவற்றை டிஎன்ஏ சட்டங்களுக்குள் வைக்கப்படும் கனிம மற்றும் கரிம நானோ பொருள்களாகத் தேர்ந்தெடுத்தனர். முதலாவதாக, உயிரியல் மாதிரிகளுக்கான கிரையோஜெனிக் வெப்பநிலையில் செயல்படும் கருவிகளின் தொகுப்பைக் கொண்ட CFN எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி ஃபெசிலிட்டி மற்றும் வான் ஆண்டல் இன்ஸ்டிடியூட் ஆகியவற்றில் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கிகள் மூலம் இமேஜிங் செய்வதன் மூலம் டிஎன்ஏ ஃப்ரேம்களின் ஒருமைப்பாடு மற்றும் மெட்டீரியல் வோக்சல்களின் உருவாக்கம் ஆகியவற்றை உறுதிப்படுத்தினர். ப்ரூக்ஹேவன் ஆய்வகத்தில் உள்ள அறிவியல் பயனர் வசதிக்கான மற்றொரு DOE அலுவலகம் - நேஷனல் சின்க்ரோட்ரான் லைட் சோர்ஸ் II (என்எஸ்எல்எஸ்-II) இன் கோஹரண்ட் ஹார்ட் எக்ஸ்ரே சிதறல் மற்றும் சிக்கலான பொருட்கள் சிதறல் பீம்லைன்களில் 3-டி லேடிஸ் கட்டமைப்புகளை அவர்கள் ஆய்வு செய்தனர். கொலம்பியா இன்ஜினியரிங் பைகோவ்ஸ்கி வேதியியல் பொறியியல் பேராசிரியர் சனத் குமார் மற்றும் அவரது குழுவினர் கணக்கீட்டு மாடலிங் செய்தனர், இது சோதனை ரீதியாக கவனிக்கப்பட்ட லேட்டிஸ் கட்டமைப்புகள் (எக்ஸ்-ரே சிதறல் வடிவங்களின் அடிப்படையில்) பொருள் வோக்சல்கள் உருவாக்கக்கூடிய மிகவும் வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக நிலையானவை என்பதை வெளிப்படுத்தியது.
"இந்த மெட்டீரியல் வோக்சல்கள் அணுக்கள் (மற்றும் மூலக்கூறுகள்) மற்றும் அவை உருவாக்கும் படிகங்களிலிருந்து பெறப்பட்ட யோசனைகளைப் பயன்படுத்தத் தொடங்குகின்றன, மேலும் இந்த பரந்த அறிவையும் தரவுத்தளத்தையும் நானோ அளவிலான ஆர்வமுள்ள அமைப்புகளுக்கு அனுப்புகிறது" என்று குமார் விளக்கினார்.
கொலம்பியாவில் உள்ள கேங்கின் மாணவர்கள், இரசாயன மற்றும் ஒளியியல் செயல்பாடுகளைக் கொண்ட இரண்டு வெவ்வேறு வகையான பொருட்களின் அமைப்பை இயக்குவதற்கு அசெம்பிளி பிளாட்பார்ம் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதை நிரூபித்துள்ளனர். ஒரு சந்தர்ப்பத்தில், அவை இரண்டு என்சைம்களை இணைத்து, அதிக பேக்கிங் அடர்த்தியுடன் 3-டி வரிசைகளை உருவாக்குகின்றன. என்சைம்கள் வேதியியல் ரீதியாக மாறாமல் இருந்தாலும், அவை நொதி செயல்பாட்டில் நான்கு மடங்கு அதிகரிப்பைக் காட்டின. இந்த "நானோரியாக்டர்கள்" அடுக்கு எதிர்வினைகளைக் கையாளவும் மற்றும் வேதியியல் ரீதியாக செயல்படும் பொருட்களின் புனையலை செயல்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படலாம். ஆப்டிகல் மெட்டீரியல் ஆர்ப்பாட்டத்திற்காக, குவாண்டம் புள்ளிகளின் இரண்டு வெவ்வேறு வண்ணங்களைக் கலந்து - அதிக வண்ண செறிவு மற்றும் பிரகாசத்துடன் தொலைக்காட்சி காட்சிகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் சிறிய நானோகிரிஸ்டல்கள். ஃப்ளோரசன்ஸ் நுண்ணோக்கி மூலம் எடுக்கப்பட்ட படங்கள், உருவான லேட்டிஸ் ஒளியின் மாறுபாடு வரம்புக்கு (அலைநீளம்) கீழே வண்ணத் தூய்மையைப் பேணுவதைக் காட்டியது; இந்த சொத்து பல்வேறு காட்சி மற்றும் ஒளியியல் தொடர்பு தொழில்நுட்பங்களில் குறிப்பிடத்தக்க தெளிவுத்திறனை மேம்படுத்த அனுமதிக்கும்.
"பொருட்களை எவ்வாறு உருவாக்குவது மற்றும் அவை எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதை நாம் மறுபரிசீலனை செய்ய வேண்டும்" என்று கேங் கூறினார். “பொருள் மறுவடிவமைப்பு தேவையில்லை; ஏற்கனவே உள்ள பொருட்களை புதிய வழிகளில் பேக்கேஜ் செய்வது அவற்றின் பண்புகளை மேம்படுத்தும். சாத்தியமான வகையில், எங்களின் இயங்குதளமானது '3-டி பிரிண்டிங் உற்பத்திக்கு அப்பால்' பொருட்களைக் கட்டுப்படுத்தும் தொழில்நுட்பமாக இருக்க முடியும். வெவ்வேறு பொருள் வகுப்புகளின் விரும்பிய நானோ பொருள்களிலிருந்து 3-டி லட்டுகளை உருவாக்க அதே அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி, பொருந்தாததாகக் கருதப்படும்வற்றை ஒருங்கிணைத்து, நானோ உற்பத்தியில் புரட்சியை ஏற்படுத்தலாம்.
DOE/Brookhaven தேசிய ஆய்வகத்தால் வழங்கப்படும் பொருட்கள். குறிப்பு: நடை மற்றும் நீளத்திற்கு உள்ளடக்கம் திருத்தப்படலாம்.
சயின்ஸ் டெய்லியின் இலவச மின்னஞ்சல் செய்திமடல்களுடன் சமீபத்திய அறிவியல் செய்திகளைப் பெறுங்கள், தினசரி மற்றும் வாரந்தோறும் புதுப்பிக்கப்படும். அல்லது உங்கள் RSS ரீடரில் மணிநேரம் புதுப்பிக்கப்பட்ட செய்தி ஊட்டங்களைப் பார்க்கவும்:
ScienceDaily பற்றி நீங்கள் என்ன நினைக்கிறீர்கள் என்பதை எங்களிடம் கூறுங்கள் — நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறையான கருத்துக்களை நாங்கள் வரவேற்கிறோம். தளத்தைப் பயன்படுத்துவதில் ஏதேனும் சிக்கல் உள்ளதா? கேள்விகள்?
இடுகை நேரம்: ஜூலை-04-2022