استفاده از DNA برای ساخت ابزارهای الکترونیکی
به گزارش سیناپرس اردبیل، یکی از نتایج احتمالی این مواد مهندسی شده می‌تواند ابررساناها باشد که مقاومت الکتریکی آنها صفر است و به الکترون‌ها اجازه می‌دهند بدون مانع جریان داشته باشند. این بدان معنی است که برخلاف وسایل انتقال الکتریکی فعلی، انرژی را از دست نمی دهند و گرما ایجاد نمی کنند.
توسعه یک ابررسانا که می تواند به طور گسترده در فشارهای معمولی و دمای اتاق مورد استفاده قرار گیرد به جای دمای بسیار بالا یا پایین، همانطور که اکنون امکان پذیر است می تواند به شگفتی های فناوری منجر شود. اینها عبارتند از کامپیوترهای بسیار سریع، کوچک شدن اندازه دستگاه های الکترونیکی، کاهش مصرف انرژی و بسیاری موارد دیگر.
یکی از این ابررساناها برای اولین بار توسط ویلیام A. فیزیکدان استنفورد بیش از 50 سال پیش پیشنهاد شد. دانشمندان دهه‌ها تلاش کرده‌اند تا آن را عملی کنند. با این حال، حتی پس از تأیید امکان‌پذیری ایده او، آنها با چالشی روبرو شدند که غلبه بر آن غیرممکن به نظر می‌رسید.
تا به حال. ادوارد اچ. اگلمن، دکترای دپارتمان بیوشیمی و ژنتیک مولکولی UVA، در زمینه میکروسکوپ الکترونی کریو (کرایو-EM) پیشرو بوده است، و او و لتیسیا بلتران، دانشجوی کارشناسی ارشد در آزمایشگاهش، از سرمازدگی استفاده کردند. او گفت: «این نشان می‌دهد که تکنیک cryo-EM پتانسیل بالایی در تحقیقات مواد دارد».
مهندسی در سطح اتمی
یکی از راه‌های ممکن برای تحقق ایده لیتل برای ابررسانا، اصلاح شبکه‌های نانولوله‌های کربنی است. اینها استوانه های توخالی کربنی هستند که آنقدر ریز هستند که باید در نانومتر اندازه گیری شوند. با این حال، یک چالش بزرگ وجود داشت؛کنترل واکنش‌های شیمیایی در امتداد نانولوله‌ها به‌گونه‌ای که شبکه می‌تواند با دقتی که لازم است مونتاژ شود و مطابق مورد نظر عمل کند.
اگلمن و همکارانش پاسخی را در اجزای سازنده زندگی یافتند. آنها DNA، ماده ژنتیکی که به سلول‌های زنده می‌گوید چگونه عمل کنند، گرفتند و از آن برای هدایت یک واکنش شیمیایی که بر سد بزرگ ابررسانای لیتل غلبه می‌کند، استفاده کردند. به طور خلاصه، آنها از شیمی برای انجام مهندسی ساختاری نتیجه شبکه‌ای از نانولوله‌های کربنی بود که به طور خاص برای ابررسانای دمای اتاق لیتل مونتاژ شدند.اگلمن گفت: «این کار نشان می‌دهد که اصلاح نانولوله‌های کربنی سفارشی را می‌توان با استفاده از کنترل توالی DNA بر روی فاصله بین مکان‌های واکنش مجاور به دست آورد».
در حال حاضر، شبکه ای که آنها ساخته اند برای ابررسانایی آزمایش نشده است. محققان می گویند، با این حال، اثبات اصل را ارائه می دهد و پتانسیل زیادی برای آینده دارد. اگلمن، که کار قبلی او منجر به القای او در آکادمی ملی شد، گفت: در حالی که cryo-EM به عنوان تکنیک اصلی در زیست شناسی برای تعیین ساختارهای اتمی مجموعه های پروتئین ظاهر شده است، تاکنون تاثیر بسیار کمتری در علم مواد داشته است.
اگلمن و همکارانش می‌گویند که رویکرد هدایت‌شده DNA آنها برای ساخت شبکه می‌تواند کاربردهای تحقیقاتی بسیار متنوعی به‌ویژه در فیزیک داشته باشد. اما همچنین امکان ساخت ابررسانای لیتل در دمای اتاق را تایید می کند. کار دانشمندان، همراه با پیشرفت‌های دیگر در زمینه ابررساناها در سال‌های اخیر، می‌تواند در نهایت فناوری را آنطور که می‌شناسیم تغییر دهد و به آینده‌ای بسیار بیشتر «پیشتازان فضا» منجر شود.
اگلمن گفت: «در حالی که ما اغلب به زیست‌شناسی با استفاده از ابزارها و تکنیک‌های فیزیک فکر می‌کنیم، کار ما نشان می‌دهد که رویکردهای توسعه‌یافته در زیست‌شناسی در واقع می‌توانند برای مشکلات فیزیک و مهندسی اعمال شوند».
منبع:scitecdaily
مترجم: پریناز نصرتی
