DNA, pronti i nanomateriali 3D super resistenti

Una ricerca statunitense ha condotto alla produzione di nanomateriali 3D super resistenti e flessibili fatti di DNA. A realizzarla sono stati i ricercatori della Columbia Engineering, in collaborazione con Brookhaven National Laboratory, che hanno dimostrato come i materiali 3D progettati su nanoparticelle sono in grado di resistere al vuoto, alle alte temperature, all’alta pressione e a radiazioni elevate.

La tecnologia del DNA può essere utilizzata per progettare strutture di nanoparticelle autoassemblanti e organizzate in modo complesso; i ricercatori della Columbia University hanno trovato un modo per coniugare la versatilità della nanotecnologia del DNA con la durezza dei materiali a base di silice. L’eccezionalità di questo processo sta nel fatto che questi materiali sono composti dal DNA che permette una versatilità e una resistenza incredibile e, grazie alla struttura a elica, anche una notevole stabilità. 

DNA, pronti i nanomateriali 3D super resistenti

Questi nanomateriali 3D super flessivi e resistenti, realizzati dai ricercatori della Columbia Univeristy di New York e coordinati da Oleg Gang, professore di ingegneria chimica e di fisica applicata e scienza dei materiali, differiscono da altri materiali a livello nanometrico e si prestano a diverse applicazioni, a partire dall’elettronica per smartphone o computer, dalla produzione di sensori per telefoni alla costruzione di chip più veloci per laptop. 

Questo nuovo processo di produzione dovrebbe portare a progressi significativi in ​​meccanica, elettronica, superconduttività e materiali energetici. “Questi materiali basati su nanoparticelle autoassemblati sono così resistenti da poter volare nello spazio”, afferma Oleg Gang, che ha guidato lo studio pubblicato da Science Advances. 

“Siamo stati in grado di trasferire le architetture di nanoparticelle di DNA 3D dallo stato liquido allo stato solido. Questo nuovo materiale mantiene completamente la sua architettura di struttura originale del reticolo di nanoparticelle di DNA, creando essenzialmente una replica inorganica. Questo ci ha permesso di esplorare, per la prima volta, come questi nanomateriali possono combattere in condizioni difficili, come si formano e quali sono le loro proprietà”.

Questo metodo consente la fabbricazione di nanomateriali 3D che stanno diventando essenziali per molte applicazioni elettroniche, ottiche ed energetiche; il nuovo processo di fabbricazione consentirà agli ingegneri dei materiali di sfruttare tutto il potenziale della nanotecnologia del DNA.

Questo processo consente la fabbricazione di nanomateriali che stanno diventando essenziali per molte applicazioni elettroniche

“Questo è un grande passo avanti, poiché queste proprietà specifiche significano che possiamo utilizzare il nostro assemblaggio di nanomateriali 3D e accedere comunque all’intera gamma di fasi di lavorazione dei materiali convenzionali. Questa integrazione di metodi di nanofabbricazione nuovi e convenzionali è necessaria per ottenere progressi in meccanica, elettronica, plasmonica, fotonica, superconduttività e materiali energetici”.

“I computer sono stati realizzati con il silicio da oltre 40 anni”, ha dichiarato Gang. “Ora possiamo creare e assemblare i nanooggetti in una provetta in un paio d’ore senza strumenti costosi. Sebbene ciò sia stato estremamente impegnativo per i metodi attuali, è estremamente importante per le tecnologie emergenti”.

“In genere le proprietà dei materiali a livello nanometrico, cioè a dimensioni tra 1.000 e 10.000 volte inferiori allo spessore di un capello umano, mostrano differenze rispetto alle scale macroscopiche cui siamo abituati. Differenze che li rendono molto versatili“.

“I materiali di nuova formazione sono stabili su un’ampia gamma di temperature, pressioni, esposizione alle radiazioni”, ha affermato Gang. “Prevediamo l’uso dei materiali per applicazioni high-tech, ottica, elaborazione delle informazioni, elettronica”. 

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