Veränderter Partikel zusammensetzen selbst, wie Atome

Partikeln entwickelt, um spontan selbst zusammensetzen, wie Atome bilden Moleküle zu neuen Hightech-Materialien, führt zu besseren optischen Anzeigen und schnelleren Computerchips führen könnte, sagen Forscher.

Wissenschaftler haben die neuen Partikel, die 1/100stel sind Handarbeit der Durchmesser eines menschlichen Haares, durch Veränderung der Architektur von Kolloiden, winzige Teilchen in Flüssigkeiten suspendiert und in Alltagsgegenstände wie Farbe, Milch, Glas und Porzellan zerstreut die gefunden werden können. Die Arbeit wird diese Woche in der Fachzeitschrift Nature beschrieben.

Ingenieure haben in ihrer Fähigkeit, diese Partikel in neue Muster zu manipulieren, die die Bausteine der neuen Materialien bilden würde, weil Kolloide zufällig aufeinander kleben begrenzt worden; in der Wissenschaft sprechen, fehlt gerichtete Anleihen oder Schuldverschreibungen, die eine bestimmte Orientierung bevorzugen.

In einem begleitenden Essay in der gleichen Ausgabe von Nature, Northwestern University Matthew Jones und Tschad Mirkin beschreiben die Zwangslage des Versuchens zu Strukturen von diesen Teilchen als "versucht, ein Bücherregal aus Teilen montieren bedeckt in den Leim, die aneinander kleben gleich gut, wo auch immer sie berühren, unabhängig von ihrer relativen Orientierungen," schrieb der Materialwissenschaftler. "Sie finden schnell die Aufgabe sehr schwierig, weil die Komponenten in der planlose Konfigurationen zusammen halten würde, anstatt ordentlich in ihre vorgesehenen Positionen passen."

Zu neuen, komplexen verwenden molekulare Strukturen, Chemiker Atome mit direktionalen Anleihen, die Selbstmontage notwendig zu kontrollieren sind und strukturelle Integrität.

"Chemiker haben eine ganze Periodensystem der Atome zur Auswahl, wenn sie Moleküle und Kristalle, synthetisieren" studieren Forscher Vinothan Manoharan, der Harvard University, sagte in einer Erklärung. "Wir wollten eine ähnliche"Baukasten"für die Herstellung von größeren Molekülen und Kristallen zu entwickeln."

Das Team erstellt chemisch unterschiedliche "Patches" auf die Partikel-Oberflächen, die direktionale Anleihen, festhalten an andere Partikel in bestimmten Mustern, spontan "kolloidales Moleküle" die Forscher Design bilden bilden könnten.

Um sicherzustellen, dass die Patches mit anderen Patches in spezifischer Weise interagiert, verwendeten die Wissenschaftler Einzelsträngen der DNA "klebrige enden" erstellen, welche Teilchen Patches eingehalten, Inverkehrbringen jedes Partikel bis zu sieben Patches. Die Wissenschaftler sagen, dass sie diese Anleihen um Kolloide eine bestimmte Farbe, Größe, chemische Funktion oder elektrische Leitfähigkeit erstellen manipulieren konnte. Dies könnte wiederum führen zur Produktion von neuen Materialien, wie z. B. photonischen Kristallen, optischen Anzeigen und steigern die Geschwindigkeit der Computer-Chips.

"Das heißt wir können Teilchen, die nur auf die Patches zu befestigen, und dann programmieren wir ihnen also nur bestimmte Arten von Teilchen an jene Flecken befestigen" hinzugefügt, ein weiterer an der Studie beteiligten Forscher David Pine ein NYU Physiker. "Das gibt uns eine enorme Flexibilität, Design 3-dimensionale Strukturen."

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