یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های پیش روی پژوهشگران فناوری‌نانو در طراحی افزاره‌هایی که قوی و قابل اعتماد باشند به فهم چگونگی برهم کنش نانوذرات در مقیاس نانو مربوط می‌شود. اکنون، گروهی از دانشمندان آمریکایی مجموعه‌ای از قواعد اساسی را که بتواند آنها را در این کار یاری کند، فرمول‌بندی کرده‌اند.
شش قاعده کلی برای نانوطراحی
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های پیش روی پژوهشگران فناوری‌نانو در طراحی افزاره‌هایی
که قوی و قابل اعتماد باشند به فهم چگونگی برهم کنش نانوذرات در مقیاس نانو
مربوط می‌شود. اکنون، گروهی از دانشمندان آمریکایی مجموعه‌ای از قواعد
اساسی را که بتواند آنها را در این کار یاری کند، فرمول‌بندی کرده‌اند.
چاد میرکین و همکارانش از دانشگاه نورت وسترن نگاه ویژه ای به مورد
نانوساختارهای تشکیل شده از نانوذرات طلا که با استفاده از DNA به شبکه‌هایی
مرتبط شده‌اند، انداخته‌اند. با اینحال، آنها می‌گویند که این یافته‌ها
باید قابل اعمال به هر نانوذره کروی شکلی که دارای قابلیت بسته‌بندی با
چگالی بالا و اتصال از طریق DNA است، باشد.
هدف این پژوهش تعیین قواعدی است که منجر به برهم‌کنش‌های خاص بین ذرات طلا و DNA و
ساخت پروفیل‌های این نانوساختارها می‌شوند. گروه میرکین با استفاده از پراکندگی
پرتو ایکسِ زاویه کوچک، ویژگی‌های ساختاری را برای ۴۱ بلور مختلفی که یکی از ۹ شبکه
را انتخاب کرده بودند، تعیین کردند. این پژوهشگران یاد گرفتند که برای هر ساختار،
آنها می‌توانند پارامترهای شبکه مانند اندازه و پایداری را با تغییر اندازه نانوذره
و طول اتصالگرهای DNA تنظیم کنند. این روش‌های استفاده شده برای ساخت شبکه‌های خاص
به صورت شش قاعده اساسی درآمده و در یک مقاله در مجله‌ی Science فهرست شده‌اند.
میرکین می‌گوید: “تصور کنید دسته‌ای از سنگ‌های مرمر با رنگ‌های مختلف مثلا قرمز،
زرد و سبز دارید. ما می‌توانیم این ساختارهای ریز را گرفته و DNA را به آنها ضمیمه
کرده و قرمزها را در مکان‌های خاص و زردها و سبزها را هم در مکان‌های خاص با دقت
زیرنانومتری قرار دهیم.”
پژوهشگران نورت وسترن توضیح می‌دهند که از لحاظ نظری این قواعد می‌توانند برای ساخت
هر نوع شبکه بلوری استفاده شوند. بنظر پژوهشگران مذکور، این کار فناوریهای
نانوساخت را آسانتر خواهد کرد. برای مثال می‌توان با آرایه‌های نانوذره‌ای سلول‌های
خورشیدی طراحی کرد که استحصال نور را با بهره‌ای بسیار بالاتر از آنچه که
فناوریهای موجود اجازه می‌دهند، انجام دهند.
