DNA分子可变身自组装“接口”材料

仙仙

据最新一期美国《国家科学院院刊》报道，美国物理学家发现了DNA分子是如何响应组装指令，从而自组装成粒子间的黏性“接口”的。该研究结果提供了一项“概念证明”，可为未来有创新性地生产粒子间具有明确连接定义的材料铺平道路。


纽约大学物理系教授贾斯纳·布鲁伊克解释说：“研究表明，人们可以对粒子进行编程，以制造具有定制特性的结构。起重机、钻头和锤子等在建造建筑物时必须由人类控制，但这项工作揭示了人们如何利用物理学来制造‘知道’如何自行组装的智能材料。”


此次，布鲁伊克研究团队联合伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校的研究人员进行了一系列实验，以捕捉并操纵DNA分子在粒子表面的行为。


这是在微米级运行、仅一粒灰尘的1/25的粒子，研究人员将这样微小的液滴浸入溶液中。附着在这些液滴上的是“DNA接头”——具有“黏性末端”的分子工具，可混合和匹配以形成研究人员所需的一系列结构。


布鲁伊克称：“这个过程的美妙之处，在于我们可对特定材料的属性进行编程，使其可以是有弹性或易碎的，甚至一旦断裂就具有自愈能力，因为键能可逆地形成和断裂。创作者可决定放入5个粒子，它们只黏在另一个粒子上，10个粒子黏在两个粒子上，或者任何其他组合。这将使人们能够构建具有特定拓扑或架构的材料。”（记者张梦然）