美科研人員“鑄造”出小于25納米三維金屬物件

美國哈佛大學和麻省理工學院的科研人員近日用金銀等材料鑄造出無機納米顆粒。這項重大突破或可對激光技術、顯微術、太陽能電池、電子器件、環境監測、環境試驗、疾病監測等領域產生促進作用。該研究相關論文9日刊登在美國《科學》雜志上。

DNA納米技術是利用脫氧核糖核酸或其他核酸分子的自組裝特質，來構建出可操控的新型納米尺度結構或機械。“我們用堅硬DNA構造了一個微小鑄造車間來制造金屬納米顆粒。這些顆粒的形狀是我們通過數字手段設計得來的。”該研究論文的作者之一、哈佛大學威斯生物啟發工程研究所（以下簡稱威斯研究所）系統生物學系助教尹鵬說，“該研究發現是DNA納米科技的重大進步，同時也是無機納米材料合成領域的重要突破。”

這是人類歷史上首次根據用戶指定的三維形狀，打造僅有25納米甚至更小的無機納米粒子，同時誤差小于5納米。一張紙的厚度都有將近十萬納米。

這也是人類首次用電腦設計軟件對三維無機納米粒子進行如此細致的構思和設計。據物理學家組織網10月10日（北京時間）報道，威利用線性DNA序列構造出預想顆粒形狀和尺寸的三維框架，這些DNA序列以一種可知的方式相互纏繞。威斯團斯研究所的科研人員在他們精心設計的立方體DNA模塊中植入了一個極小的“金種子”，然后激發其成長。通過一種激發性的化學手段，這顆金種子將填滿該DNA模塊的所有空間，從而生產一個與該模塊相同維度的立方體納米粒子，且其長、寬、高都可獨立控制。

接下來，他們又制造出不同的多邊形三維圖形、球體和其他結構，例如一個三維的“Y”型納米粒子和另一個類似三明治的結構，其中間的立方體被兩個球體夾住。這說明，各種不同形狀的納米顆粒可以通過復雜的DNA模塊來構建。

這些納米粒子有一個非常重要的屬性，即一旦成型，將會保留原DNA模塊作為外殼，從而科學家可以對其外表進行精準的附加塑形。這一屬性將有助于科學家找到更高靈敏度、更多元化的早期癌癥與基因疾病檢測手段。此外，導電性更好的粒子，將應用于超微計算機以及電子線路中，此時該粒子的外殼將被輕易而迅速地去除，以產生純金屬電線和連接器。（全國鑄造學會采編）