Nieuwe processen waarmee nanodeeltjes zichzelf kunnen assembleren tot designermaterialen kunnen een aantal van de huidige technologische uitdagingen oplossen, Alex Travesset van de Iowa State University en het Ames Laboratory rapporteren in het nummer van 14 oktober van het tijdschrift Wetenschap .

reisset, een universitair hoofddocent natuurkunde en astronomie en een medewerker van het Ames Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie, schrijft in de sectie Perspectives van het tijdschrift dat de gecontroleerde zelfassemblage van nanodeeltjes onderzoekers zou kunnen helpen bij het creëren van nieuwe materialen met unieke elektrische, optisch, mechanische of transporteigenschappen.

"Zelfassemblage van nanodeeltjes is het LEGO-tijdperk ingegaan, Travesset zei. "Je kunt echt met nanodeeltjes werken op dezelfde manier als met LEGO's. Dit betekent een doorbraak in de manier waarop we materie kunnen manipuleren. Er zullen echt revolutionaire toepassingen komen."

In zijn commentaar, Travesset-rapporten over de gevolgen van een wetenschappelijk artikel dat ook is gepubliceerd in het nummer van 14 oktober van Wetenschap . Hoofdauteurs van het wetenschappelijke artikel zijn Chad Mirkin, directeur van het International Institute for Nanotechnology aan de Northwestern University in Evanston, Ziek., en George Schatz, een professor in de chemie aan Northwestern. Hun onderzoeksteam beschrijft nieuwe technologieën die complementaire DNA-strengen gebruiken om nanodeeltjes te koppelen en te controleren hoe de deeltjes precies samenkomen in doelstructuren.

Nanodeeltjes zijn zo klein - slechts miljardsten van een meter - dat het praktisch onmogelijk is om echte materialen deeltje voor deeltje samen te stellen. Pogingen uit het verleden om hun zelfassemblage te veroorzaken, zijn slechts in een handvol systemen en in zeer beperkende omstandigheden succesvol geweest.

De ontwikkelingen door het onderzoeksteam van Mirkin en Schatz "zullen waarschijnlijk DNA-geprogrammeerde zelfassemblage verheffen tot een techniek voor het ontwerpen van nanodeeltjesstructuren à la carte, ' schreef Travestet.

Het onderzoeksprogramma van Travesset omvat theoretische studies naar de assemblage van nanodeeltjes en hoe ze uniform kunnen worden gemengd met polymeren. Een onderzoekspaper waarin enkele van zijn bevindingen worden beschreven, werd gepubliceerd in het nummer van 27 mei van het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven (Dynamiek en statica van DNA-programmeerbare zelfassemblage en kristallisatie van nanodeeltjes).

Met de ontwikkeling van efficiënte zelfassemblagetechnologieën, Travesset zei dat er een enorm potentieel is voor nanodeeltjeswetenschap.

"In staat zijn om nanodeeltjes met een dergelijke controle samen te stellen, is een belangrijke prestatie in onze zoektocht om materie te manipuleren, " schreef hij in Science. "Er zijn onmiddellijk belangrijke toepassingen met betrekking tot katalyse, medische detectie, nieuwe optische materialen of metamaterialen, en anderen die uit deze studies zullen volgen.

"Waarschijnlijk, echter, vele andere toepassingen zullen ontstaan ​​als we dieper graven, beter begrijpen, verder uitbreiden, en sleutelen aan de mogelijkheden die deze materialen bieden."