研究發(fā)現：DNA響應指令進(jìn)行自組裝 能讓材料“活起來(lái)”

據最新一期美國《國家科學(xué)院院刊》報道，美國物理學(xué)家發(fā)現了DNA分子是如何響應組裝指令，從而自組裝成粒子間的黏性“接口”的。該研究結果提供了一項“概念證明”，可為未來(lái)有創(chuàng )新性地生產(chǎn)粒子間具有明確連接定義的材料鋪平道路。

紐約大學(xué)物理系教授賈斯納·布魯伊克解釋說(shuō)：“研究表明，人們可以對粒子進(jìn)行編程，以制造具有定制特性的結構。起重機、鉆頭和錘子等在建造建筑物時(shí)必須由人類(lèi)控制，但這項工作揭示了人們如何利用物理學(xué)來(lái)制造‘知道’如何自行組裝的智能材料。”

此次，布魯伊克研究團隊聯(lián)合伊利諾伊大學(xué)厄巴納—香檳分校的研究人員進(jìn)行了一系列實(shí)驗，以捕捉并操縱DNA分子在粒子表面的行為。

這是在微米級運行、僅一?；覊m的1/25的粒子，研究人員將這樣微小的液滴浸入溶液中。附著(zhù)在這些液滴上的是“DNA接頭”——具有“黏性末端”的分子工具，可混合和匹配以形成研究人員所需的一系列結構。

布魯伊克稱(chēng)：“這個(gè)過(guò)程的美妙之處，在于我們可對特定材料的屬性進(jìn)行編程，使其可以是有彈性或易碎的，甚至一旦斷裂就具有自愈能力，因為鍵能可逆地形成和斷裂。創(chuàng )作者可決定放入5個(gè)粒子，它們只黏在另一個(gè)粒子上，10個(gè)粒子黏在兩個(gè)粒子上，或者任何其他組合。這將使人們能夠構建具有特定拓撲或架構的材料。”

總編輯圈點(diǎn)：

通過(guò)分子自組裝，科研人員已經(jīng)制備出了不少具有新奇功能和特性的材料。因為弱相互作用力，分子自發(fā)地互相吸引，協(xié)同工作。你設計一套程序，給一個(gè)初始命令，接下來(lái)，就看分子在微觀(guān)世界的表演。不需要笨拙的人類(lèi)世界的工具，分子自己就能“平地起高樓”。DNA是一種生物大分子，結構復雜。當DNA響應指令進(jìn)行自組裝，也能讓材料“活起來(lái)”——比如讓材料具有自我愈合的功能。但這仍然是一項偏基礎層面的研究，樹(shù)了一塊路牌，指引后來(lái)人繼續前進(jìn)。(科技日報記者 張夢(mèng)然)

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關(guān)鍵詞： 科學(xué)家 DNA分子 粒子 黏性接口