ایجاد یک ویژگی جدید در بلورهای کلوئیدی

بلور‌های کلوئیدی آرایه‌های بسیار منظمی از نانوذرات هستند. بر اساس خبری که به تازگی از دانشگاه نورث وسترن منتشر شده است، گروهی از این بلور‌ها که با استفاده از دی‌ان‌ای مهندسی شده‌اند، عملکردی مشابه ساختار‌های طبیعی موجود در پوست آفتاب‌پرست‌ها و بال پروانه نشان دادند و قادر به تغییر شکل و دارای حافظه ساختاری بودند.

دانشمندان دست به ساخت مجموعه‌ای از بلور‌های کلوئیدی با رشته‌های دی‌ان‌ای مکمل زدند و دریافتند که کم آبی باعث مچاله شدن بلور‌ها و از بین رفتن پیوند‌های هیدروژنی دی‌ان‌ای می‌شود.

زمانی که دانشمندان به این بلور‌ها آب اضافه کردند، آن‌ها به سرعت به حالت اولیه خود بازگشتند.

توانایی یک بلور کلوئیدی در حفظ شکل خود به دنبال تغییرات ساختاری، در این مطالعه جدید شرح داده شده است. این توانایی در سایر انواع بلور‌ها وجود ندارد. تغییرات ساختاری برگشت‌پذیر در این مواد جدید ممکن است بتواند آن‌ها را تبدیل به گزینه‌ای مناسب برای حوزه‌هایی همچون رباتیک نرم، نورشناسی و سنجش شیمیایی و زیستی در واکنش به محرک‌های خارجی کند.

چاد میرکین (Chad A. Mirkin) از نورث‌وسترن که این مطالعه را رهبری می‌کند، گفت: این بلور‌های تغییر شکل یافته، زمانی که تجزیه می‌شوند، ویژگی‌های کاملاً متفاوتی دارند. دی‌ان‌ای بار دیگر مراحل خود را دنبال می‌کند. برای درک بهتر این فرآیند، تصور کنید که خانه‌ای در اثر طوفان ویران شده است؛ اما پس از پایان یافتن طوفان، هر میخ و تخته به مکان اصلی خود بازمی‌گردند تا خانه را بازسازی کنند. این دقیقا همان اتفاقی است که برای این بلور‌ها در مقیاس نانو رخ می‌دهد.

توالی دی‌ان‌ای که ذرات به هم پیوسته را کنترل می‌کند بر این مشخصه‌های جدید تأثیر می‌گذارد. بلور‌ها به دلیل انعطاف‌پذیری می‌توانند متلاشی شوند و سپس دوباره بازسازی شوند.

ایجاد یک ویژگی جدید در بلور‌های کلوئیدی به لطف "دی‌ان‌ای" / نحوه بازگشت بلور به حالت اولیه پس از رفع کم‌آبی

همه چیز از سال ۱۹۹۶ شروع شد.

این کشف جدید، تحقیقاتی که میرکین در سال ۱۹۹۶ آغاز کرد را به سوی پیشرفت سوق می‌دهد. در آن سال‌ها، گروه تحقیقاتی او توضیح دادند که چگونه می‌توان از دی‌ان‌ای به عنوان چسبی برای متصل کردن دوباره بلور‌های کلوئیدی استفاده کرد. بلور‌هایی که برخی از آن‌ها ویژگی‌ها و ساختار‌هایی شبیه به بلور‌های معمولی موجود در طبیعت داشتند و برخی دیگر دارای صفات و ساختار متفاوتی بودند که هرگز در طبیعت مشاهده نشده بود.

نویسندگان این مقاله روش جدیدی برای ساخت بلور‌هایی به شدت عظیم ارائه کرده‌اند که با چشم غیر مسلح نیز دیده می‌شوند. این بلور‌ها به طور قابل توجهی بزرگتر از بلور‌هایی هستند که قبلاً ساخته شده‌اند.

این پیشرفت به محققان اجازه داد تا علاوه بر کشف ویژگی‌های جدید بلور‌ها یعنی تغییر شکل و حافظه، کاربرد‌های بیشتری برای آن‌ها به عنوان آشکارساز شیمیایی و آشکارساز نیرو کشف کنند.