ساخت کاردستی با استفاده از دی ان ای

به گزارش سیناپرس، اوریگامی دی ان ای یک تکنیک جذاب برای طراحی در مقیاس نانو با اصول طراحی ساده و منسجم است که از طریق آن می ‌توان نانومواد خود مونتاژ و سازمان‌ یافته را برای مطالعه پدیده‌های مختلف در مقیاس نانو تولید کرد.

دانشمندان دانشگاه دوک و دانشگاه ایالتی آریزونا با استفاده از مولکول ‌های نخ مانند دی ان ای، اشیاء گرد کوچکی ساخته ‌اند که شامل گلدان‌ها، کاسه‌ ها و گوی ‌های توخالی است که یکی در داخل دیگری پنهان شده است. گفتنی است که این کاردستی ها مانند وسایل عروسکی بسیار کوچک ساخته شده اند و حتی می توان این اجسام را با دقت نانومتری خم کرده و به صورت اجسام سه بعدی پیچیده تا کرد.

به گفته محققان، این خلاقیت ها امکانات یک برنامه نرم افزاری جدید را نشان می دهد. این نرم افزار به کاربران این امکان را می دهد که نقشه ها یا مدل های دیجیتالی شکل های مختلف را گرفته و آنها را به ساختارهای سه بعدی ساخته شده از دی ان ای تبدیل کنند. قطر هر جسم توخالی کوچک بیش از دو میلیونم اینچ نیست و بیش از ۵۰ هزار عدد از آنها را می توان روی سر یک سنجاق قرار داد.

دانشمندان خاطرنشان کردند: این ماکت های کوچک چیزی بیش از مجسمه های نانویی هستند. این نرم ‌افزار می ‌تواند به ما امکان ایجاد ظروف کوچک برای تحویل دارو یا قالب‌هایی برای ریخته ‌گری نانوذرات فلزی با اشکال خاص برای سلول‌ های خورشیدی، تصویربرداری پزشکی و سایر کاربردها را بدهد که طی آن دی ان ای علاوه بر اینکه حامل اطلاعات ژنتیکی است، تبدیل به کد منبع و ماده ساختمانی نیز می شود.

کد ژنتیکی دی ان ای شامل چهار حرف یا پایه است که به روشی قابل پیش بینی در سلول های ما جفت شده و پله های نردبان دی ان ای را تشکیل می دهند. دانشمندان ممکن است رشته‌ های دی ان ای را به گونه‌ ای برنامه ‌ریزی کنند که با ایجاد رشته ‌های دی ان ای با اشکال خاص، آن ها را به اشکال مختلف در کنار هم قرار دهند.

با این حال، ساخت سازه هایی با سطوح منحنی قابل مقایسه با آنچه در طبیعت دیده می شود، چالش برانگیز بوده است. هدف این تیم تحقیقاتی افزایش تنوع اشکالی است که می توان با استفاده از این تکنیک ایجاد کرد.

به گزارش سیناپرس، برای انجام این کار، دانشمندان نرم افزاری به نام DNAxiS توسعه دادند که طراحی نانوساختارهای اوریگامی دی ان ای منحنی و محصور را با هندسه متقارن محوری تسهیل می کند. عملکرد آن مشابه نحوه ایجاد کویل های رسی با پیچاندن یک مارپیچ دوگانه دی ان ای طولانی به حلقه های متحدالمرکز است که روی یکدیگر قرار می گیرند تا شکل جسم را تشکیل دهند. دانشمندان همچنین امکان تقویت سازه ها را با لایه های اضافی برای پایداری بیشتر فراهم کردند.

شرح کامل این پژوهش در آخرین شماره مجله تخصصی Science Advances منتشر شده است.

مترجم: ندااظهری

No tags for this post.