Учёные используют ДНК для сортировки углеродных нанотрубок

Исследователи из DuPont и Университета Лихай разработали ДНК-метод для разделения и очистки конкретных типов углеродных нанотрубок (УНТ) из смеси. Прорыв, описанный в Nature, приближает применение УНТ в электронике, медицине и композитных материалах.

Проблема производства

Углеродные нанотрубки — это цилиндры из графита с широким спектром электронных и механических свойств, зависящих от их диаметра и хиральности («закрученности»). Однако существующие методы синтеза дают смесь трубок разного типа, которые необходимо разделять перед использованием.

ДНК как инструмент распознавания

• В 2003 году команда с участием авторов показала, что одноцепочечная ДНК может отделять металлические УНТ от полупроводниковых.
• Новое исследование выявило более 20 коротких последовательностей ДНК, каждая из которых распознаёт и позволяет очистить конкретный вид (хиральность) нанотрубок.
• Метод позволяет очистить все 12 основных полупроводниковых видов из синтетической смеси с выходом, достаточным для исследований и приложений.

Гипотеза механизма

Учёные полагают, что ДНК, обёртываясь вокруг УНТ, формирует упорядоченную структуру, отличную от двойной спирали — вариант бета-барреля. Эта структура, вероятно, распознаёт конкретную нанотрубку по принципу структурного соответствия, подобно биомолекулам.

Перспективы

• Практическое применение: Метод открывает путь к систематическому производству чистых УНТ для электроники и материалов.
• Биомедицина: Исследование поднимает вопросы о взаимодействии ДНК с наноматериалами в организме, что важно для оценки безопасности и разработки терапевтических применений (например, целевой доставки в клетки).