ساخت نوعی نانو توربین از جنس DNA

مجموعه: نوآوری و کشفیات علمی

به گزارش سیناپرس به نقل از ستاد نانو، یک تیم مشترک از محققان به رهبری پروفسور سس دکر از دانشگاه صنعتی دلفت، با همکاری محققان بین المللی، پیشرفت جالب توجهی در دنیای نانوموتور‌ها انجام داده‌اند.

بر اساس این گزارش، آنها نوعی توربین نانویی از جنس DNA ساخته‌اند که می‌تواند یک پارادایم (الگوواره) جدید در این حوزه باشد. این نانوموتور از گرادیان یون یا ظرفیت الکتریکی در دو طرف یک نانوحفره حالت جامد برای تامین انرژی توربین استفاده و حرکت مکانیکی در آن ایجاد می‌کند.

آن ها از یک نانولوله از جنس DNA با قطر ۲۵ نانومتر استفاده کردند، که با جریان آب حرکت می‌کند و تا ۲۰ چرخش در ثانیه انجام می‌دهد.این نانوتوربین، چرخش حساس به یون دارد که ویژگی منحصر به‌فردی است و می‌توان از آن در حوزه‌هایی مانند تحویل دارو‌های هدفمند استفاده کرد.

از آنجایی که در این فناوری از اوریگامی DNA استفاده می‌شود، امکان کنترل طراحی کامل وجود دارد. یافته‌های این گروه تحقیقاتی در نشریه Nature Technology منتشر شده است.

به گفته شین شی از محققان این طرح،«نانولوله ما دارای قطر ۲۵ نانومتری است که از DNA ساخته شده است و تیغه‌هایی برای کنترل جهت چرخش دارد. برای کار، این ساختار در یک جریان قرار می‌گیرد که اختلاف غلظت نمک و در نتیجه اختلاف میزان یون در آن وجود دارد. از یک غشاء دارای نانوحفره برای کنترل این گرادیان یونی استفاده می‌شود. با این چیدمان، توربین ما توانست با سرعت ۲۰ چرخش در ثانیه به حرکت در آید.»

یکی از جالب‌ترین اکتشافات این تحقیق، ماهیت منحصر به فرد چرخش DNA در این نانوتوربین است. رفتار آن تحت تأثیر غلظت یون قرار دارد که به توربین اجازه می‌دهد بسته به غلظت یون‌های +Na در محلول، در جهت عقربه‌های ساعت یا خلاف جهت عقربه‌های ساعت بچرخد. این ویژگی منحصر به فرد، ناشی از تعامل پیچیده بین یون‌ها، آب و DNA است.

این یافته‌ها، از طریق شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی گسترده در دانشگاه ایلینویز به دست آمده و الگوسازی نظری آن را رامین گلستانیان پشتیبانی کرده است.