ДНК становятся нашими «руками» для создания продвинутых полиэдрических наночастиц
Учёные из Северо-Западного университета и Мичиганского университета представили новый синтетический подход, позволяющий собирать полиэдрические наночастицы в сложные пространственно-заполняющие структуры. Это открывает новые возможности для создания метаматериалов.
Новый метод сборки нанокристаллов
Традиционные подходы с использованием ДНК в качестве связующего элемента не позволяли получать трёхмерные пространственно-заполняющие структуры. Прорыв стал возможен благодаря использованию более коротких и гибких молекулярных лигандов — олигоэтиленгликоль-модифицированной ДНК.
- Короткая ДНК позволяет проявиться и отразиться в конечной структуре форме наночастиц.
- Гибкая ДНК действует как амортизатор, компенсируя несовершенства в размере и форме отдельных наночастиц, что позволяет им выстраиваться в высокоупорядоченные сборки.
Этот подход уже позволил синтезировать 10 новых коллоидных кристаллов, которые невозможно было получить ранее.
Расширение пространства для дизайна
Новая стратегия позволяет:
- Собирать в высокоупорядоченные структуры несовершенные полиэдрические «строительные блоки».
- Создавать сложные кристаллы с симметриями, ранее недостижимыми для коллоидной инженерии с ДНК.
«Расделив вклады лигандной оболочки ДНК и формы ядра, мы открыли новую границу в нанотехнологиях», — отметил один из ведущих авторов исследования.
Работа сочетает эксперимент и компьютерное моделирование (in silico), что позволило глубже понять систему. Результаты, по словам авторов, стали «потрясающей демонстрацией полезности природного плана для программирования материала».