10 Ноября 2020
МОСКВА, 10 ноября - Ученые из США и Израиля впервые провели трехмерный сверхпроводящий наноматериал. Каркасом послужили самособирающиеся молекулы ДНК. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.Трехмерные (3D) наноструктурированные материалы, обладающие свойством сверхпроводимости, могут использоваться в усилителях сигналов и датчиках квантовых вычислений. Однако до сих пор ученым удавалось создать только 1D или 2D наноструктуры — сверхпроводящие провода и пленки, получаемые методом литографии.
Исследователи из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства электроэнергетики США, Колумбийского университета и Университета Бар-Илан в Израиле изготовили платформу для создания трехмерных гиперпроводящих наноархитектур, основанную на самосборке молекул ДНК с заданной модификацией.
Благодаря своей структурной программируемости, ДНК может обеспечить платформу сборки для создания спроектированных наноструктур, — приводятся в пресс-релизе Брукхейвенской лаборатории слова ведущего автора исследования Олега Ганга (Oleg Gang), руководителя группы мягких и биологических наноматериалов Центра функциональных наноматериалов и профессора химической инженерии, прикладной физики и материаловедения Колумбийского университета. — Однако болезненность ДНК делает ее непригодной для изготовления функциональных устройств и нанопроизводства из неорганических материалов. В этом исследовании мы показали, как ДНК служит каркасом для создания трехмерных наноразмерных архитектур, которые могут быть полностью превращённым в неорганические материалы, экие как сверхпроводники.
Чтобы придать прочность каркасу ДНК, ученые покрыли его диоксидом кремния. То, что полученная 3D-структура полностью соответствует заданному дизайну, авторы доказали на электронном микроскопе и рентгеновской установке Национального синхротронного источника солнечного света Брукхейвена II (NSLS-II).
Как только мы покрываем ДНК диоксидом кремния, у нас образовывается механически прочная трехмерная архитектура, на которую можно наносить неживые материалы. Это аналогично классическому нанопроизводству, при котором активные материалы наносятся на плоские подложки, обычно кремниевые.
Исследователи отправили обработанные диоксидом кремния решетки ДНК в Институт сверхпроводимости Бар-Илана, где на них нанесли методом парообразования на кремниевом чипе низкотемпературный гиперпроводник — ниобий. Скорость парообразования и температуру кремниевой подложки тщательно контролировали, чтобы ниобий аккуратного покрыл образец, но не проникал насквозь, так как при эксплуатации устройства это побудило бы замыкание.
Раньше создание качественных наносверхпроводников представляло собой очень завернутый процесс, — говорит еще один автор исследования, директор Института сверхпроводимости Бар-Илана Йоси Йешурун (Yosi Yeshurun). — Здесь мы нашли довольного простой способ, взяв за основу структуру ДНК.
Техника ДНК-оригами, которую применили исследователи, применяется для создания трехмерных наноструктур обозначенной архитектуры уже почти 15 лет, но сверхпроводящий материал эким методом получен впервые.
Авторы надеются, что трехмерные сверхпроводящие наноструктуры могут найти применение в усилителях знаков, повышающих скорость и тщательность квантовых компьютеров, и в сверхчувствительных датчиках магнитного поля для медицинской визуализации и картирования геологической среды.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....