
澳大利亚研究人员利用DNA构建出了一系列纳米级物体和形状,从棒状、正方形到无限小的恐龙。
这种方法将DNA转化为构建纳米结构的模块化材料——比人类头发窄数千倍。由悉尼大学纳米研究所的研究人员开发,并发表在《科学机器人》杂志上,它为纳米机器人技术的未来应用提供了令人兴奋的可能性。
作为概念验证,作者制作了50多个小形状来测试他们的精度并表达他们的创造力。其中包括一条龙、一只恐龙和一幅只有150纳米宽的澳大利亚地图。(一纳米是一毫米的百万分之一。)
悉尼大学的科学家谢莉·维克汉姆博士是这篇论文的合著者和研究小组的负责人,她说这种恐龙是她最喜欢的,因为它的部件紧凑而灵活,“不是偶然组装起来的”。
皇家墨尔本理工大学微纳米研究中心主任阿南·米切尔(Arnan Mitchell)教授没有参与这篇论文,他指出,这种方法依赖于将DNA作为一种机械物体,而不是一种化学物质。他说,这很有趣,因为由DNA制成的结构可能足够小,可以用于药物输送。
阅读更多他说,DNA可以包裹在药物周围,以保护药物输送到身体的特定部位。“把它送到它需要去的地方,然后用光或热或其他东西使它展开并释放药物。”
维克汉姆说,随着复杂性的增加和控制能力的增强,研究人员的方法可以用于制造能够输送靶向药物的机器人盒子组件,或者用于开发能够对环境做出反应的智能材料。
“这项工作使我们能够想象一个纳米机器人可以从事大量任务的世界,从治疗人体到制造未来的电子设备。”
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韦翰概述了整个过程。她说,第一步是制作3D构建块,称为“体素”。从一种叫做噬菌体的病毒中提取的DNA,用一种叫做DNA折纸的方法被“折叠”成一个圆柱形,并与合成DNA(由化学家制造)结合在一起。
维克汉姆解释说,体素是通过自我组装形成的,依靠仔细排序的DNA在预先确定的位置结合在一起,有点像魔术贴或专用胶水。
她说:“我们放入300个这样的订书钉,它们都有一个独特的DNA序列,就像一种独特的胶水,它们会找到支架的不同部分,并将它们缝合在一起。”
附加的DNA链结合到体素的外部,作为可编程的结合位点。它们可以用来将体素连接在一起,以构建更复杂的形状和模块化物体,这些物体可以在电子显微镜下观察到。
威克姆说:“结果有点像使用儿童工程玩具Meccano。”“作为实验者,我们花了很多时间在电脑上设计这些东西。然后我们把DNA混合在一起,让它自己组装起来。”












