研究人員：互補(bǔ)DNA鏈晶體受損后加水可恢復(fù)
來源: 科技日報(bào) 2022-10-20 14:48:58
據(jù)最新一期《自然》雜志報(bào)道，美國西北大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)了膠體晶體的一種不為人知的特性，即高度有序的納米顆粒三維陣列。
該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了具有互補(bǔ)DNA鏈的膠體晶體，并發(fā)現(xiàn)脫水會使晶體皺縮，從而破壞DNA氫鍵。但當(dāng)研究人員加水時(shí)，晶體會在幾秒鐘內(nèi)反彈到原始狀態(tài)。
這項(xiàng)新研究描述了膠體晶體結(jié)構(gòu)改變后發(fā)生的形狀記憶，這種記憶在其他類型的晶體中是無法獲得的。作為對外界刺激的反應(yīng)，這些新材料的可逆結(jié)構(gòu)變化可能導(dǎo)致相關(guān)的動態(tài)功能變化，使其能在化學(xué)和生物傳感、光學(xué)和柔性機(jī)器人方面派上用場。
研究人員稱，變形后的晶體在分解后會有完全不同的性質(zhì)。但DNA會回溯它的步驟。“想象一下，如果一所房子被颶風(fēng)摧毀了，但風(fēng)暴過去后，每一根釘子和木板都回到了原來的位置，這基本上等同于這些晶體在納米尺度上所發(fā)生的事情”。
這種新特性是一種“具有形狀記憶的超彈性”，它由粒子相互連接的DNA的特定序列控制，并影響物體的結(jié)構(gòu)和可壓縮性。由于晶體的可塑性，它可分解，然后又重新結(jié)合在一起。這些晶體的形狀記憶特性可用在微型流體設(shè)備的流量傳感器以及化學(xué)和生物分子的檢測器中，也可能用于制造能夠承受異常損傷并反彈到原始狀態(tài)的材料。
研究人員說：“這些晶體中的DNA代碼引導(dǎo)它們回到原來的狀態(tài)。這種能力可幫助控制化學(xué)反應(yīng)和創(chuàng)造新的光開關(guān)類別，其中‘開’是傳統(tǒng)的晶體，而‘關(guān)’是變形的晶體，由流量和力的微小變化觸發(fā)。”(科技日報(bào)實(shí)習(xí)記者 張佳欣)
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