کاهش حجم ساختارهای سه بعدی تا 1000 برابر

محققان دانشگاه ام آی تی راهکار جدیدی را برای تولید اشیا سه بعدی در مقیاس نانو با استفاده از مواد مختلف از جمله فلزات، نقاط کوانتومی و دی ان ای ابداع کردند.

کد خبر: ۲۶۷۴۵۶

تاریخ: ۲۴ آذر ۱۳۹۷ - ۱۴:۵۵

به گزارش ایران اکونومیست از پایگاه خبری ساینس دیلی، محققان برای تولید ساختارهای موردنظر ابتدا با استفاده از لیزر یک چهارچوب پلیمری تولید می کنند و سپس ساختار دلخواه را با استفاده از مواد مختلف روی این چهارچوب ایجاد می کنند. در مرحله پایانی، ساختار را تا یک هزارم ابعاد اصلی آن کوچک می کنند.
محققان برای این منظور ساختار سه بعدی موردنظر را در ابعاد بزرگ تولید کرده و آن را درون هیدروژل گسترده ای تعبیه می کنند و سپس هیدروژل را با استفاده از فناوری های موجود تا مقیاس نانو کوچک می کنند. در این فرایند از یک ماده بسیار جاذب موسوم به پلی اکریلات به عنوان چهارچوب ساختار سه بعدی استفاده می کنند. این چهارچوب درون حوضچه ای از ترکیبات حاوی فلوروسین که یک ردیاب فلوروسنت است قرار می گیرد تا با تابش پرتوهای لیزر مولکول های فلورسین فعال شده و به نقاط خاصی از چهارچوب متصل شود. این مولکول ها امکان اتصال سایر مولکول ها را به چهارچوب فراهم می کنند.
پس از اتصال تمام مولکول های موردنظر به چهارچوب، آن را با استفاده از یک اسید کوچک می کنند. اسید تمام بارهای منفی موجود در ژل پلی اکریلات را مسدود کرده و مانع دفع آن ها توسط یکدیگر می شود. در نتیجه ژل متراکم شده و ابعاد آن کوچکتر می شود. محققان با استفاده از این تکنیک می توانند ساختارها را در هر جهت به میزان 10 برابر کوچک کنند و در مجموع حجم آن ها را تا 1000 برابر کاهش دهند.
در این فناوری جدید از تجهیزاتی استفاده می شود که در اغلب لابراتورهای زیست شناسی و علم مواد مورد استفاده قرار می گیرند و در نتیجه می توان این فناوری را به طور گسترده به کار گرفت. ساختارهای کوچک در زمینه های مختلف از فناوری اپتیک گرفته تا صنعت داروسازی و رباتیک کاربرد دارند.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Science منتشر شده است.