Hóa học quanh ta
Kết nối để chia sẻ video clip, hình ảnh hóa học
Khám phá thế giới tri thức
Chemistry for our life, our future
Videoclip Hóa học
Tra cứu Hóa học

nano-linkPhương pháp sử dụng phân tử mang gen di truyền ADN. Một nhóm các nhà nghiên cứu ở Mỹ, thuộc Phòng Thí Nghiệm Năng Lượng Quốc Gia Brookhaven – “U.S. Department of Energy's Brookhaven National Laboratory”, đã khám pha ra rằng có thể gia tăng tốc độ kết nối của các hạt phân tử nano dưới sự trợ giúp của phân tử mang các gen di truyền nòi giống là DNA.  

Giống như các phương pháp chẩn đoán và điều trị bệnh tiến bộ, có thể đạt hiệu suất cao hơn khi sử dụng các hạt phân tử kích thước nhỏ nano vào việc tạo năng lượng và lưu trữ các thông tin dữ liệu. Cách thức kiểm soát và kết nối các hạt phân tử rất nhỏ vào một hệ thống phân tử lớn hơn vẫn là một thử thách lớn đối với các nhà khoa học. Các kết quả của Phòng thí nghiệm Brookhaven, gồm các bước nghiên cứu theo hướng này, đã được xuất bản trong tạp chí của Hội Hóa Học Mỹ – “American Chemical Society”.

Người dẫn đầu cuộc nghiên cứu, tác giả Mathew Maye, một nhà hóa học ở Phòng Thí Nghiệm Brookhaven nói:“Hiểu được cách tự liên kết của các loại vật liệu có cấu tạo là các hạt phân tử kích thước nhỏ nano thì mới có thể ứng dụng trong tất cả các lĩnh vực công nghệ nano, từ lĩnh vực quang học đến điện tử, cho đến các vật liệu từ trường”. Maye là một thành viên của nhóm gồm các nhà khoa học ở nhiều ban ngành khác nhau thuộc Khoa Sinh học của Phòng Thí Nghiệm Brookhaven và một trung tâm mới về Vật liệu Nano – “Center for Functional Nanomaterials” (CFN). Các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách dùng DNA kép, rắn chắc để kiểm soát sự liên kết của các hạt phân tử vàng có kích thước nhỏ nano. Phương pháp kỹ thuật của nhóm nghiên cứu là lợi dụng khuynh hướng tự nhiên của các hạt phân tử để tạo nên các thành phần gọi là thành phần cơ bản, được biết đến dưới các ký tự mã hóa A, T, G và C.

Oleg Gang, nhà vật lý học ở Phòng Thí Nghiệm Brookhaven, dẫn đầu nhóm nghiên cứu nói: “Trong sinh học, DNA là một chất lưu trữ thông tin chính; trong khoa học nano, DNA là một vật liệu có cấu trúc tuyệt vời do khả năng tự lắp ráp một cách tự nhiên theo các nguyên tắc đã được lập trình sẵn khá cụ thể. Chúng ta đang phát triển những bước tiến đến việc kiểm soát sự lắp ráp của các vật thể nano vô cơ bằng việc sử dụng các vật liệu sinh học như DNA. Tuy nhiên, để thực sự biến điều lý thú này thành công nghệ kỹ thuật nano, chúng ta phải hiểu được sự tác động ảnh hưởng qua lại lẫn nhau cực kỳ phức tạp trong một hệ thống phân tử lai tạo như vậy”.

Gắn DNA tổng hợp thường dùng trong phòng thí nghiệm lên trên các hạt phân tử vàng kích thuớc nhỏ nano; điều chỉnh DNA cho phù hợp để có thể chấp nhận và liên kết với DNA bổ sung đang định vị trên các hạt phân tử khác. Quá trình này hình thành nên các tập hợp gồm những bó sợi phân tử, hay các khối hạt vàng.

Maye nói:”Thật sự là giống một bản thiết kế. Chúng ta có thể ngồi xuống với một mảnh giấy, viết ra một trật tự DNA, và kiểm soát các hạt phân tử kích thước nhỏ nano kết nối với nhau”.

Một nhược điểm của quá trình liên kết này là việc dùng DNA chuỗi đơn, mà chuỗi này có thể bẻ về phía sau và bám trên bề mặt của các hạt vàng thay vì cố kết  xung quanh hạt nano. Cùng với nhiều dạng DNA chuỗi đơn hiện nay, tính linh động này có thể làm chậm quá trình liên kết rất nhiều. Trong cuộc nghiên cứu của Phòng Thí Nghiệm Brookhaven, các nhà nghiên cứu đã giới thiệu DNA chuỗi kép, có các phân đoạn cứng rắn chắc; DNA này buộc phải tác động vào các đoạn nối với chúng để dàn trải trên bề mặt các phân tử vàng, cho phép hiệu quả lắp ráp cao hơn.

Maye nói:“Với các tính chất của DNA, chúng ta có thể tăng động lực học liên kết, hoặc tốc độ kết nối phân tử, bằng các phương pháp tương đối đơn giản không bao gồm nhiều bước tổng hợp”.

Tại Nguồn năng lượng Synchrotron quốc gia Brookhaven – “Brookhaven's National Synchrotron Light Source”, nhóm nghiên cứu đã điều nghiên việc tổng hợp và lắp ráp các hệ phân tử kích thước nhỏ nano với nhiều phương pháp kỹ thuật, như sử dụng các tia sáng và eletron, cũng như dùng các tia X cường độ cao. Các nhà khoa học đang hướng đến việc cải thiện khả năng kiểm soát hệ thống phân tử hơn nữa, và bước kế tiếp là tập trung vào kích cỡ của khối hạt nano.

Quỳnh Thi dịch

Hoahocngaynay.com

Hits smaller text tool iconmedium text tool iconlarger text tool icon

Comments powered by H2N2

Tin liên quan:
Tin mới hơn:
Tin cũ hơn:

DANH MỤC TÀI LIỆU

Liên kết bền chặt với các phân tử kích thước nano