科学家打造出首个可通电运行的自我组装DNA纳米马达

2022年9月15日08:35:05科学家打造出首个可通电运行的自我组装DNA纳米马达已关闭评论


    慕尼黑工业大学(TUM)的研究人员开发了世界上第一个由DNA制成的电动纳米马达。这种自我组装结构可以被电荷激活,然后旋转一个棘轮转臂。这个微小的马达是用一种叫做DNA折纸的技术制成。与其同名的纸艺一样,该方法涉及将DNA链复杂地折叠成三维形状。
    科学家打造出首个可通电运行的自我组装DNA纳米马达
    由于这些结构都是通过精心选择将以特定方式折叠和相互连接的DNA序列制成,因此研究人员可以将特定的链添加到溶液中从而让DNA物体自己组装起来。
    在这项新研究中,该团队首次利用这一过程用DNA制造了一个分子马达。该马达由一个长达500纳米(nm)的转子臂组成,它被安装在一个固定在玻璃板上的高约40纳米的底座上。缠绕在底座顶端--就在转子下方的是一个平台的表面内置了几个棘轮障碍物,其可以控制转子能够旋转的方向。
    为了打开纳米马达,从两个电极施加交流电压从而使转子旋转。研究小组可以通过改变电场的方向及调整施加电压的频率和振幅来控制旋转的速度和方向。
    虽然这是第一个用DNA制成的纳米马达,但过去也曾制造过其他类似的设计。不过研究团队称,以往的设计有可能被用来推动微小的机器人,但他们的新DNA纳米马达却可以被用来做化学实验。
    该研究的论文第一作者Hendrik Dietz说道:“如果我们进一步开发这个马达,那么我们可能在未来用它来驱动用户定义的化学反应。如表面可以密集地涂上这种马达。然后你将添加起始材料并施加一点交流电压,这样电机就会产生所需的化合物。”