Можно ли использовать возможности молекулярной самосборки для создания наноматериалов по индивидуальному заказу? Основная проблема — в определении, какие именно формы будут формироваться, когда тысячи крошечных деталей придут в движение.
Команда ученых разработала и протестировала инструмент, который позволяет отличить «проектируемые» структуры от тех, которые невозможно собрать. Ученые из Института науки и технологий Австрии (ISTA) объединились с учеными из университета Брандейса (США). Команда решила изучить код молекулярной самосборки и применить его в нанотехнологиях. Результаты опубликованы в журнале Nature Physics.
Исследователи сосредоточились на изучении влияния концентрации и энергии связывания частиц, им удалось разработать теоретическую модель, которая действует как «панель управления» для самосборки. Выяснилось, что все возможные результаты сборки описываются скрытой математической фигурой — «выпуклым многогранником».
Для проверки теории ученые провели эксперименты с треугольными строительными блоками из ДНК-оригами, чьи взаимодействия были запрограммированы. Удлинив одноцепочечную ДНК по сторонам треугольников и изменив их последовательность для программирования определенных взаимодействий, они экспериментально реализовали набор теоретических правил связывания. В результате было обнаружено поразительное количественное соответствие между теорией и экспериментом.
Как считают ученые, результаты исследования могут найти широкое применение в таких областях как сборка белка из более мелких строительных блоков, ДНК-наночастицы и синтетические наномашины.
Ранее Наука Mail рассказала о том, что ученым впервые удалось применить ИИ для проектирования генетических цепей.
