Нанотехнологии получили новый мощный инструмент исследования и прототипирования наноструктур. Две разные команды ученых в США смогли с помощью цепей ДНК направить самосборку наночастиц золота в трехмерную структуру.

Обычно наноразмерные базовые блоки формируют вполне определенные структуры методом самосборки. Довольно трудно заставить их сформировать что-либо другое, особенно если речь идет о контроле формы и размера готовой структуры во всех трех измерениях.

Однако ученые Чэд Майркин (Chad Mirkin) и Джордж Шатц (George Schatz) из Северозападного Университета (Northwestern University) смогли заставить молекулу ДНК направлять сборку наночастиц-блоков.

Параллельно с Чэдом и Джорджем работала команда ученых под руководством Олега Ганга (Oleg Gang) из Национальной Лаборатории Брукхэвена (Brookhaven National Laboratory). Они пошли по аналогичному пути, прикрепляя к молекуле ДНК наночастицы золота.

В проведенном ими эксперименте была сформирована трехмерная наноструктура с кристаллической симметрией из золотых наночастиц. При этом молекулы ДНК играли роль лесов. На которых располагались строительные блоки-наночастицы.

Рис. 1. Наночастицы собираются на комплементарных ДНК-лесах

Наночастицы размером всего 10 нанометров присоединялись к цепям ДНК, и как только молекула встречала комплементарный участок с такой же наночастицей на конце, формировалась пара строительных блоков. Благодаря удачному расположению. Комплементарных участков разных пар ДНК-наночастица была сформирована трехмерная сетка из наночастиц.

После формирования структуры ученые ее нагрели для того, чтобы удалить фрагменты ДНК и получить завершенную золотую наноструктуру.

Чэд уверен, что в будущем ученым удастся формировать из наночастиц не только кубические структуры, но и пирамиды, и геометрию посложнее. Вся прелесть метода заключается в леком программировании молекул ДНК, которая выступает в роли лесов для наночастиц.

Ученые говорят, что их открытие будет полезно в наноэлектронике, фотонике и другом производстве наноструктур заданного типа.

О своей работе они сообщили в журнал Nature.

Свидиненко Юрий