Les scientifiques ont créé un réseau en forme de diamant composé de nanoparticules d'or et de particules virales, tissés ensemble et maintenus en place par des brins d'ADN. La structure - un mélange distinctif de dur, des nanoparticules métalliques et des morceaux viraux organiques appelés capsides, liés par l'étoffe même de la vie, ADN – marque une étape remarquable dans la capacité des scientifiques à combiner un assortiment de matériaux pour créer des dispositifs infinitésimaux.

La recherche, réalisé par des scientifiques du centre médical de l'Université de Rochester, Institut de recherche Scripps, et le Massachusetts Institute of Technology, a été publié récemment dans Matériaux naturels .

Alors que les gens pensent généralement à l'ADN comme un plan pour la vie, l'équipe a plutôt utilisé l'ADN comme outil pour guider le positionnement précis de minuscules particules d'un millionième de centimètre de diamètre, en utilisant l'ADN pour chaperonner les particules.

Au cœur du travail se trouve l'attraction unique de chacune des quatre bases chimiques de l'ADN pour une seule autre base. Les scientifiques ont créé des morceaux d'ADN spécifiques, puis les ont attachés à des nanoparticules d'or et des particules virales, choisir les séquences et les positionner exactement pour forcer les particules à s'agencer en un réseau cristallin.

Lorsque les scientifiques ont mélangé les particules, de l'infusion a émergé un réseau cristallin de sodium et de thallium. L'appareil "auto-assemblé" ou littéralement construit lui-même.

La recherche ajoute une flexibilité bienvenue à la boîte à outils dont les scientifiques disposent pour créer des dispositifs de taille nanométrique.

« Les matériaux organiques interagissent de manières très différentes des nanoparticules métalliques. Le fait que nous ayons pu faire fonctionner des matériaux aussi différents ensemble et être compatibles dans une structure unique démontre de nouvelles opportunités pour la construction de dispositifs nanométriques, " a déclaré le parc Sung Yong, Doctorat., professeur adjoint de recherche en biostatistique et biologie computationnelle à Rochester.

Park et M.G Finn, Doctorat., du Scripps Research Institute sont les auteurs correspondants de l'article.

Un tel réseau cristallin est potentiellement un ingrédient central d'un dispositif appelé cristal photonique, qui peut manipuler la lumière très précisément, bloquer certaines couleurs ou longueurs d'onde de la lumière tout en laissant passer d'autres couleurs. Bien qu'il existe des cristaux photoniques 3D capables de courber la lumière à des longueurs d'onde plus longues, comme l'infrarouge, ce réseau est capable de manipuler la lumière visible. Les scientifiques prévoient de nombreuses applications pour de tels cristaux, comme l'informatique optique et les télécommunications, mais la fabrication et la durabilité restent de sérieux défis.

Il y a trois ans, Park, dans le cadre d'une plus grande équipe de collègues de l'Université Northwestern, a d'abord produit un réseau cristallin avec une méthode similaire, en utilisant l'ADN pour lier des nanosphères d'or. Le nouveau travail est le premier à combiner des particules avec des propriétés aussi différentes - des nanoparticules d'or dur et des particules organiques plus flexibles.

Au sein de la nouvelle structure, il y a en fait deux forces distinctes à l'œuvre, dit Park. Les particules d'or et les particules virales se repoussent, mais leur dissuasion est contrée par l'attraction entre les brins complémentaires d'ADN stratégiquement placés. Les deux phénomènes jouent un rôle dans la création du réseau cristallin rigide. C'est un peu comme la façon dont les forces opposées maintiennent nos rideaux en place :un ressort dans une tringle à rideau pousse la tringle à s'allonger, tandis que les supports sur le cadre de la fenêtre contrecarrent cette force, créer une tension, appareil rigide.