科學家研究發(fā)現(xiàn)DNA分子可組裝成粒子間的黏性“接口”

據(jù)最新一期美國《國家科學院院刊》報道，美國物理學家發(fā)現(xiàn)了DNA分子是如何響應(yīng)組裝指令，從而自組裝成粒子間的黏性“接口”的。該研究結(jié)果提供了一項“概念證明”，可為未來有創(chuàng)新性地生產(chǎn)粒子間具有明確連接定義的材料鋪平道路。

紐約大學物理系教授賈斯納·布魯伊克解釋說：“研究表明，人們可以對粒子進行編程，以制造具有定制特性的結(jié)構(gòu)。起重機、鉆頭和錘子等在建造建筑物時必須由人類控制，但這項工作揭示了人們?nèi)绾卫梦锢韺W來制造‘知道’如何自行組裝的智能材料。”

此次，布魯伊克研究團隊聯(lián)合伊利諾伊大學厄巴納—香檳分校的研究人員進行了一系列實驗，以捕捉并操縱DNA分子在粒子表面的行為。

這是在微米級運行、僅一粒灰塵的1/25的粒子，研究人員將這樣微小的液滴浸入溶液中。附著在這些液滴上的是“DNA接頭”——具有“黏性末端”的分子工具，可混合和匹配以形成研究人員所需的一系列結(jié)構(gòu)。

布魯伊克稱：“這個過程的美妙之處，在于我們可對特定材料的屬性進行編程，使其可以是有彈性或易碎的，甚至一旦斷裂就具有自愈能力，因為鍵能可逆地形成和斷裂。創(chuàng)作者可決定放入5個粒子，它們只黏在另一個粒子上，10個粒子黏在兩個粒子上，或者任何其他組合。這將使人們能夠構(gòu)建具有特定拓撲或架構(gòu)的材料。”

總編輯圈點：

通過分子自組裝，科研人員已經(jīng)制備出了不少具有新奇功能和特性的材料。因為弱相互作用力，分子自發(fā)地互相吸引，協(xié)同工作。你設(shè)計一套程序，給一個初始命令，接下來，就看分子在微觀世界的表演。不需要笨拙的人類世界的工具，分子自己就能“平地起高樓”。DNA是一種生物大分子，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。當DNA響應(yīng)指令進行自組裝，也能讓材料“活起來”——比如讓材料具有自我愈合的功能。但這仍然是一項偏基礎(chǔ)層面的研究，樹了一塊路牌，指引后來人繼續(xù)前進。(科技日報記者 張夢然)