Cientistas criam condutores 3D em nanoescala baseados em DNA
Uma equipe internacional de cientistas, composta por cientistas americanos e israelenses, conseguiu pela primeira vez obter um material supercondutor em uma estrutura tridimensional. Ao mesmo tempo, moléculas de DNA de automontagem foram usadas como base para o produto.
Como você criou nanomaterial 3D
Engenheiros do Laboratório Brookhwaven (EUA), Columbia University (EUA) e Bar-Ilan University (Israel) conseguiram desenvolver a base para a formação de nanoarquiteturas supercondutoras em massa, que se mostraram baseadas na automontagem de moléculas de DNA com um configuração.
Graças à programabilidade estrutural, o DNA é capaz de fornecer uma plataforma para montagem e criação de estruturas previamente projetadas, de acordo com o Laboratório Brookhwaven.
Mas há uma desvantagem significativa, a saber, a fragilidade do DNA, que não permite que seja usado para construção a partir de materiais inorgânicos.
Em um novo trabalho científico, os cientistas demonstraram que são capazes de tomar como base a estrutura do DNA para formar uma estrutura tridimensional estruturas que podem posteriormente ser totalmente transformadas em materiais inorgânicos, por exemplo, supercondutores.
Para fortalecer a estrutura do DNA, os engenheiros decidiram revesti-la com dióxido de silício. A seguir, a estrutura resultante foi examinada em microscópio eletrônico (NSLS-II) e verificou-se que a estrutura resultante correspondia exatamente aos parâmetros especificados anteriormente.
Portanto, o revestimento do DNA com dióxido de silício formou uma estrutura mecanicamente estável para os cientistas, que é ideal para a aplicação de materiais inorgânicos.
Depois disso, as redes de DNA transformadas dessa forma foram redirecionadas para o Instituto Bar-Ilan, onde aplicaram um nióbio supercondutor de baixa temperatura por evaporação.
Ao mesmo tempo, todo o processo foi submetido a um controle cuidadoso, de modo que a camada de nióbio cobrisse toda a estrutura uniformemente e em nenhum caso penetrasse na peça de trabalho, de modo que não houvesse curto-circuito.
Na verdade, esta tecnologia DNA Origami não é novo e já existe há cerca de 15 anos, mas até agora ninguém aplicou um supercondutor dessa forma.
Para que serve
Os autores do estudo esperam que as estruturas resultantes sejam usadas em amplificadores de sinal que podem aumentar tanto a velocidade quanto a precisão dos computadores quânticos. Além disso, eles podem ser usados em sensores de campo magnético particularmente sensíveis em dispositivos de exploração médica e geológica.
Os cientistas compartilharam os resultados de seu trabalho nas páginas da revista. Nature Communication.
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