To właśnie oni opracowali nowy sposób samoorganizacji cząstek. Dzięki niemu możliwe będzie tworzenie złożonych i innowacyjnych materiałów na poziomie mikroskopowym. Jak to możliwe? Wszystko za sprawą zdolności badaczy do programowania cząstek tak, by układały się samoistnie w pożądany sposób, bez dalszej ludzkiej ingerencji. Gdyby przenieść tę sytuację do życia codziennego i nieco zmienić skalę, to moglibyśmy wyobrazić sobie samoskładające się meble.
Czytaj też: Stworzono nanorurki z DNA milion razy mniejsze od mrówki. To ważne osiągnięcie dla biologów
Przełom odnosi się do emulsji w postaci kropelek oleju zanurzonych w wodzie. Unikalne, przyjmowane przez nie kształty, można przewidzieć na podstawie sekwencji oddziaływań kropli. Cała idea pochodzi natomiast z natury, ponieważ naukowcy postanowili naśladować łączenie się białek i RNA za pomocą koloidów. Członkowie zespołu stworzyli w wodzie niewielkich rozmiarów kropelki na bazie oleju, posiadające szereg sekwencji DNA, które służyły jako “instrukcje” montażu.
Cząstki tworzące poszczególne struktury organizują się na podobnej zasadzie jak białka i RNA
Najpierw łączą się one w elastyczne łańcuchy, a następnie składają się za pośrednictwem cząsteczek DNA. Dzięki dalszym postępom w badaniach możliwe będzie uzyskanie ponad połowy z 600 możliwych kształtów geometrycznych. Te mogłyby z kolei dostarczyć unikalnych, poszukiwanych przez naukowców właściwości. Jak podkreślają autorzy, zamiast korzystać z dużej liczby bloków konstrukcyjnych do zakodowania precyzyjnych kształtów, opisywana technika wymaga zaledwie kilku takowych. Każdy blok może bowiem przyjąć różne formy.
Czytaj też: Nie uwierzysz, do czego można wykorzystać nanocząstki aluminium. Nadchodzi nowy sposób produkcji paliw?
W przeciwieństwie do puzzli, w których każdy kawałek jest inny, nasz proces wykorzystuje tylko dwa rodzaje cząstek, co znacznie zmniejsza różnorodność bloków potrzebnych do zakodowania konkretnego kształtu. Innowacja polega na wykorzystaniu fałdowania podobnego do tego, jakim cechują się białka, ale w 1000-krotnie większej skali – około jednej dziesiątej szerokości pasma włosów. Te cząsteczki najpierw wiążą się ze sobą tworząc łańcuch, który następnie składa się zgodnie z zaprogramowanymi interakcjami, które prowadzą łańcuch przez złożone ścieżki do uzyskania unikalnej geometrii.wyjaśnia Jasna Brujic z New York University
