Polscy naukowcy „rzeźbią” nanostruktury ze złota i DNA przy pomocy lasera. To może zmienić inżynierię materiałową!
Zespół naukowców z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego pod kierownictwem prof. Pawła Majewskiego, we współpracy z badaczami z Columbia University, opracował pionierską metodę precyzyjnego kształtowania nanostruktur z DNA i nanocząstek złota przy użyciu światła laserowego. To przełomowe podejście zostało szczegółowo opisane w prestiżowym czasopiśmie „Nano Letters” i może otworzyć zupełnie nowe rozdziały w inżynierii materiałowej.
Badania prowadzone przez Julię Chmielewską, Filipa Powałę i Piotra Szustakiewicza, a także dr. Bohdana Paterczyka z Wydziału Biologii UW, wykazały, że nanocząstki złota umieszczone w sieci krystalicznej DNA pochłaniają światło i przekształcają je w ciepło. Proces ten prowadzi do lokalnego topnienia struktur DNA-origami poprzez rozplatanie podwójnych helis. Dzięki temu możliwe staje się niezwykle precyzyjne modelowanie kryształów w trójwymiarze.
Aby zwiększyć kontrolę nad tym procesem, zespół opracował specjalne skrypty w Pythonie. Programy te sterowały intensywnością i położeniem wiązki laserowej w sposób przypominający działanie obrabiarek do metali, jednak w skali nanometrowej. W połączeniu z fluorescencyjną mikroskopią konfokalną, wykorzystaną do obrazowania struktur 3D, naukowcy uzyskali bezprecedensową kontrolę nad kształtowaniem materiału.
Według autorów publikacji, metoda ta to znaczący krok naprzód w tworzeniu tzw. supramolekularnych materiałów, czyli układów powstających w wyniku samoorganizacji nici DNA. Co istotne, tego typu struktury mogą znaleźć zastosowanie w przyszłości w projektowaniu unikatowych materiałów optycznych, które pozwolą rozwijać technologie fotoniczne, a nawet nowe rozwiązania w elektronice i medycynie.
Projekt zrealizowano dzięki ścisłej współpracy z zespołem prof. Olega Ganga z Columbia University, specjalizującym się w badaniach sztucznych supersieci zbudowanych z nanocząstek i DNA. To właśnie połączenie wiedzy polskich i amerykańskich badaczy sprawiło, że udało się stworzyć narzędzie otwierające drogę do zupełnie nowego spojrzenia na możliwości inżynierii materiałowej w nanoskali.
Źródło: UW
Czytaj też: Sensacyjne odkrycie w Arktyce? Ślady ogromnej społeczności zwierząt sprzed 75 tysięcy lat!
Grafika tytułowa: Sangharsh Lohakare / Unsplash
