អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្កើតវេទិកាសម្រាប់ការផ្គុំសមាសធាតុសម្ភារៈណាណូ ឬ "វត្ថុណាណូ" នៃប្រភេទផ្សេងៗគ្នា - សរីរាង្គ ឬសរីរាង្គ - ទៅជារចនាសម្ព័ន្ធ 3-D ដែលចង់បាន។ទោះបីជាការជួបប្រជុំគ្នាដោយខ្លួនឯង (SA) ត្រូវបានប្រើដោយជោគជ័យដើម្បីរៀបចំ nanomaterials នៃប្រភេទជាច្រើន, ដំណើរការនេះមានលក្ខណៈជាក់លាក់ប្រព័ន្ធយ៉ាងខ្លាំង, បង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងគ្នាដោយផ្អែកលើលក្ខណៈសម្បត្តិខាងក្នុងនៃសមា្ភារៈ។ដូចដែលបានរាយការណ៍នៅក្នុងក្រដាសដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅថ្ងៃនេះនៅក្នុង Nature Materials វេទិកា nanofabrication ដែលអាចបង្កើតកម្មវិធី DNA ថ្មីរបស់ពួកគេអាចត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីរៀបចំសម្ភារៈ 3-D ជាច្រើនប្រភេទតាមរបៀបដែលបានកំណត់ដូចគ្នានៅកម្រិតណាណូ (រាប់ពាន់លានម៉ែត្រ) ដែលជាកន្លែងអុបទិក គីមីតែមួយគត់។ និងទ្រព្យសម្បត្តិផ្សេងទៀតលេចឡើង។
អ្នកនិពន្ធដែលត្រូវគ្នា Oleg Gang បានពន្យល់ថា "មូលហេតុចម្បងមួយដែល SA មិនមែនជាបច្ចេកទេសនៃជម្រើសសម្រាប់ការអនុវត្តជាក់ស្តែងគឺថា ដំណើរការ SA ដូចគ្នាមិនអាចត្រូវបានអនុវត្តនៅទូទាំងជួរសម្ភារៈជាច្រើនដើម្បីបង្កើតអារេដែលបានបញ្ជាទិញ 3-D ដូចគ្នាបេះបិទពីសមាសធាតុ nanocomponents ផ្សេងគ្នា" ។ អ្នកដឹកនាំក្រុម Soft and Bio Nanomaterials នៅមជ្ឈមណ្ឌលសម្រាប់មុខងារ Nanomaterials (CFN) — ការិយាល័យអ្នកប្រើប្រាស់វិទ្យាសាស្ត្រនៃក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិក (DOE) នៅមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Brookhaven — និងជាសាស្ត្រាចារ្យផ្នែកវិស្វកម្មគីមី និងរូបវិទ្យា និងវិទ្យាសាស្ត្រប្រើប្រាស់សម្ភារៈ នៅ Columbia Engineering។"នៅទីនេះ យើងបានបំបែកដំណើរការ SA ពីលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈដោយការរចនាស៊ុម DNA ដ៏តឹងរឹង ដែលអាចរុំព័ទ្ធវត្ថុណាណូសរីរាង្គផ្សេងៗ រួមទាំងលោហៈ សារធាតុ semiconductors និងសូម្បីតែប្រូតេអ៊ីន និងអង់ស៊ីម។"
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្កើតស៊ុម DNA សំយោគក្នុងទម្រង់ជាគូប octahedron និង tetrahedron ។នៅខាងក្នុងស៊ុមមាន DNA "អាវុធ" ដែលមានតែវត្ថុណាណូដែលមានលំដាប់ DNA បំពេញបន្ថែមប៉ុណ្ណោះដែលអាចចងបាន។voxels សម្ភារៈទាំងនេះ — ការរួមបញ្ចូលនៃស៊ុម DNA និង nano-object — គឺជាបណ្តុំអគារដែលរចនាសម្ព័ន្ធ 3-D macroscale អាចត្រូវបានធ្វើឡើង។ស៊ុមភ្ជាប់ទៅគ្នាទៅវិញទៅមកដោយមិនគិតពីប្រភេទណាណូវត្ថុនៅខាងក្នុង (ឬអត់) យោងទៅតាមលំដាប់បំពេញបន្ថែមដែលពួកគេត្រូវបានអ៊ិនកូដនៅចំនុចកំពូលរបស់ពួកគេ។អាស្រ័យលើរូបរាងរបស់វា ស៊ុមមានចំនួនបញ្ឈរខុសៗគ្នា ហើយបង្កើតបានជារចនាសម្ព័ន្ធខុសគ្នាទាំងស្រុង។វត្ថុណាណូណាមួយដែលបង្ហោះនៅខាងក្នុងស៊ុមចាប់យករចនាសម្ព័ន្ធស៊ុមជាក់លាក់នោះ។
ដើម្បីបង្ហាញពីវិធីសាស្រ្តនៃការប្រមូលផ្តុំរបស់ពួកគេ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានជ្រើសរើសសារធាតុណាណូដែលធ្វើពីលោហធាតុ (មាស) និង semiconducting (cadmium selenide) និងប្រូតេអ៊ីនបាក់តេរី (streptavidin) ជាវត្ថុណាណូអសរីរាង្គ និងសរីរាង្គដែលត្រូវដាក់នៅខាងក្នុងស៊ុម DNA ។ដំបូង ពួកគេបានបញ្ជាក់ពីភាពសុចរិតនៃស៊ុម DNA និងការបង្កើត voxels សម្ភារៈដោយការថតរូបភាពជាមួយមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងនៅ CFN Electron Microscopy Facility និងវិទ្យាស្ថាន Van Andel ដែលមានឧបករណ៍ដែលដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាព cryogenic សម្រាប់សំណាកជីវសាស្រ្ត។បន្ទាប់មកពួកគេបានធ្វើការស៊ើបអង្កេតលើរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទះឈើ 3-D នៅឯ Coherent Hard X-ray Scattering and Complex Materials Scattering beamlines of National Synchrotron Light Source II (NSLS-II) — ការិយាល័យ DOE មួយផ្សេងទៀតនៃវិទ្យាសាស្រ្តអ្នកប្រើប្រាស់នៅ Brookhaven Lab ។វិស្វកម្មកូឡុំប៊ី Bykhovsky សាស្រ្តាចារ្យផ្នែកវិស្វកម្មគីមី Sanat Kumar និងក្រុមរបស់គាត់បានធ្វើគំរូគណនាដែលបង្ហាញថារចនាសម្ព័ន្ធបន្ទះឈើដែលបានសង្កេតដោយពិសោធន៍ (ផ្អែកលើគំរូនៃការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយកាំរស្មីអ៊ិច) គឺជាវត្ថុដែលមានស្ថេរភាពបំផុតនៃទែរម៉ូម៉ែត្រដែល voxels សម្ភារៈអាចបង្កើតបាន។
លោក Kumar បានពន្យល់ថា "ពាក្យថាសម្ភារៈទាំងនេះអនុញ្ញាតឱ្យយើងចាប់ផ្តើមប្រើគំនិតដែលបានមកពីអាតូម (និងម៉ូលេគុល) និងគ្រីស្តាល់ដែលពួកគេបង្កើត ហើយបញ្ជូនចំណេះដឹង និងមូលដ្ឋានទិន្នន័យដ៏ធំនេះទៅកាន់ប្រព័ន្ធដែលចាប់អារម្មណ៍ក្នុងកម្រិតណាណូ" ។
សិស្សរបស់ Gang នៅឯ Columbia បន្ទាប់មកបានបង្ហាញពីរបៀបដែលវេទិកាដំឡើងអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីជំរុញការរៀបចំសម្ភារៈពីរប្រភេទផ្សេងគ្នាដែលមានមុខងារគីមី និងអុបទិក។ក្នុងករណីមួយ ពួកគេបានប្រមូលផ្តុំអង់ស៊ីមពីរ បង្កើតអារេ 3-D ដែលមានដង់ស៊ីតេវេចខ្ចប់ខ្ពស់។ទោះបីជាអង់ស៊ីមនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរគីមីក៏ដោយ ពួកគេបានបង្ហាញពីការកើនឡើងចំនួនបួនដងនៃសកម្មភាពអង់ស៊ីម។"nanoreactors" ទាំងនេះអាចត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ដើម្បីគ្រប់គ្រងប្រតិកម្មល្បាក់ និងអាចបង្កើតសារធាតុសកម្មគីមី។សម្រាប់ការបង្ហាញសម្ភារៈអុបទិក ពួកគេបានលាយបញ្ចូលគ្នានូវពណ៌ពីរផ្សេងគ្នានៃចំណុចកង់ទិច — សារធាតុណាណូគ្រីស្តាល់តូចៗដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីធ្វើការបង្ហាញទូរទស្សន៍ជាមួយនឹងពណ៌ឆ្អែត និងពន្លឺខ្ពស់។រូបភាពដែលបានថតដោយមីក្រូទស្សន៍ហ្វ្លុយអូរីបានបង្ហាញថាបន្ទះឈើដែលបានបង្កើតបានរក្សាភាពបរិសុទ្ធនៃពណ៌នៅក្រោមដែនកំណត់នៃការសាយភាយ (រលក) នៃពន្លឺ។ទ្រព្យសម្បត្តិនេះអាចអនុញ្ញាតឱ្យមានការកែលម្អគុណភាពបង្ហាញយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងអេក្រង់ និងបច្ចេកវិទ្យាទំនាក់ទំនងអុបទិកផ្សេងៗ។
Gang បាននិយាយថា "យើងត្រូវគិតឡើងវិញពីរបៀបដែលសមា្ភារៈអាចត្រូវបានបង្កើតឡើង និងរបៀបដែលពួកវាដំណើរការ"។“ការរចនាឡើងវិញនៃសម្ភារៈប្រហែលជាមិនចាំបាច់ទេ។ការវេចខ្ចប់វត្ថុធាតុដើមដែលមានស្រាប់តាមរបៀបថ្មីអាចបង្កើនលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ពួកគេ។សក្តានុពល វេទិការបស់យើងអាចជាបច្ចេកវិជ្ជាដែលអាចអនុញ្ញាត 'លើសពីការផលិតការបោះពុម្ព 3D' ដើម្បីគ្រប់គ្រងសម្ភារៈក្នុងមាត្រដ្ឋានតូចជាង និងជាមួយនឹងភាពខុសគ្នានៃសម្ភារៈកាន់តែច្រើន និងសមាសភាពដែលបានរចនា។ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តដូចគ្នាដើម្បីបង្កើតបន្ទះឈើ 3-D ពីវត្ថុណាណូដែលចង់បាននៃថ្នាក់សម្ភារៈផ្សេងៗគ្នា ដោយរួមបញ្ចូលវត្ថុទាំងនោះដែលនឹងត្រូវបានចាត់ទុកថាមិនឆបគ្នា អាចធ្វើបដិវត្តន៍ការផលិត nanomanufacturing ។
សម្ភារៈដែលផ្តល់ដោយ DOE/Brookhaven National Laboratory ។ចំណាំ៖ ខ្លឹមសារអាចត្រូវបានកែសម្រួលសម្រាប់រចនាប័ទ្ម និងប្រវែង។
ទទួលបានព័ត៌មានវិទ្យាសាស្ត្រចុងក្រោយបំផុតជាមួយនឹងព្រឹត្តិបត្រអ៊ីម៉ែលឥតគិតថ្លៃរបស់ ScienceDaily ធ្វើបច្ចុប្បន្នភាពប្រចាំថ្ងៃ និងប្រចាំសប្តាហ៍។ឬមើលព័ត៌មានថ្មីៗរៀងរាល់ម៉ោងក្នុងកម្មវិធីអាន RSS របស់អ្នក៖
ប្រាប់យើងពីអ្វីដែលអ្នកគិតចំពោះ ScienceDaily — យើងស្វាគមន៍ទាំងមតិវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន។មានបញ្ហាក្នុងការប្រើប្រាស់គេហទំព័រមែនទេ?សំណួរ?
ពេលវេលាផ្សាយ៖ កក្កដា-០៤-២០២២