Per la prima volta, gli ingegneri della Friedrich-Alexander Universität Erlangen Nürnberg (FAU) sono riusciti a produrre reticoli cristallini complessi, cosiddetti clatrati, da nanoparticelle utilizzando filamenti di DNA. La sintesi programmata di clatrati rappresenta un modello per la modellazione di precisione di nuovi nanomateriali. Questi risultati sono stati recentemente pubblicati nell'acclamata rivista Scienza .

Il DNA è il modello della vita biologica:contiene tutte le informazioni ereditarie e la disposizione delle sue coppie di basi determina la struttura degli amminoacidi e in definitiva l'intero organismo. Ormai da qualche anno, gli scienziati hanno utilizzato il potenziale strutturante del DNA in altre discipline come l'informatica o per creare nuovi materiali su scala nanometrica. In collaborazione con i maggiori esperti mondiali di nanotecnologia dell'Università del Michigan e della North Western University, Gli ingegneri FAU hanno aperto una nuova era nella sintesi dei materiali programmati del DNA. Il team è riuscito a riordinare i cristalli d'oro a forma di piramide per formare complessi composti di clatrato.

Il DNA determina la struttura reticolare

Per il processo di sintesi, i cristalli d'oro da 250 nanometri, che nell'esperimento rappresentano atomi che possono formare clatrati, sono tenuti in una sospensione integrata con DNA artificiale. "I filamenti di DNA si attaccano alle particelle d'oro e le spostano in una certa posizione durante un processo di autoassemblaggio, ' spiega il professor Michael Engel, membro dell'Istituto per la simulazione multiscala. "A seconda della lunghezza delle sequenze di DNA e della disposizione delle coppie di basi, si formano diverse strutture reticolari tridimensionali. Attraverso la programmazione del DNA possiamo determinare più o meno la struttura del reticolo cristallino in modo molto preciso'.

Clatrati:gabbie nucleari con un'ampia gamma di applicazioni

I clatrati sono di particolare interesse nel campo della ricerca sui materiali perché sono composti da gabbie nucleari in cui altre sostanze, solitamente gas, può essere incorporato. "La produzione controllata di clatrati colloidali apre una vasta gamma di possibili applicazioni, "dice Michael Engel. "I materiali potrebbero essere usati per riconoscere proteine ​​o virus e la manipolazione mirata di alcuni parametri del reticolo cristallino può portare a proprietà del materiale che non sono ottenibili in cristalli colloidali più semplici."