Будущее нанотехнологии зависит от умения исследователей осуществлять надежную и воспроизводимую организацию наночастиц в трехмерные структуры, которые могут быть использованы для решения новых технологических задач.

В соответствии с работами Хао Яна (Hao Yan) и Яна Лю (Yan Liu) из Университета Аризоны самые сложные задачи в этой области включают в себя контроль над строением наноразмерных 3D-структур и возможностью получения изображений таких материалов.

Шаблоны из ДНК позволяют получить образование различных трубчатых структур, построенных из наночастиц золота диаметром 5 нм. Исследователи наблюдали образование надструктур из наночастиц золота в форме колец, моноспиралей и двойных спиралей. На TEM-образе показаны все четыре конформации.

Рис. 1. Самоорганизация нанотрубок

Один из подходов к получению наноархитектур – создание наночастиц, самоорганизующихся в желаемую структуру. Молекулы ДНК являются элегантным примером малых частиц, самоорганизующихся в трехмерные структуры более высокого порядка.

Взяв молекулу ДНК как прототип, Ян с коллегами решил воспроизвести инженерное решение Матери-природы. К молекуле ДНК были прикреплены наночастицы золота, в процессе самоорганизации нуклеиновой кислоты были получены различные трубчатые трехмерные структуры. Исследователи регулировали размеры и форму нанотрубок золота, изменяя размеры наночастиц, связанных с ДНК и размеры самих молекул ДНК.

Ян уверен, что результаты его работы лягут в основу создания новых технологий. Он отмечает, что, зная методы, позволяющие изменять диаметр, хиральность и шаг спирали нанотрубок золота, исследователи в скором будущем смогут получить и более сложные трехмерные наноструктуры, которые позволят уменьшить размеры сотовых телефонов и электронных приборов или повысят эффективность доставки лекарств или процедуры трансфекции генов.