مدتهاست که نوارمعروف موبيوس توجه بسياري را به خود جلب کرده و حتي الهام‌بخش آثار هنري زيادي بوده است. حال محققان دانشگاه آيالتي آريزونا با استفاده از قطعات نوارمانند DNA ساختاري شبيه نوار موبيوس توليد کرده‌اند که عرض آن تنها 50 نانومتر، يعني به اندازه عرض يک ويروس است.
محققان اميدوارند بتوانند از ويژگي‌هاي اين نانوساختار جالب در زمينه‌هايي همچون حسگري شيميايي، نانوليتوگرافي، دارورساني و نانوالکترونيک بهره ببرند.
اين پژوهشگران از روشي به نام اريگامي DNA براي ايجاد اين نانوساختارها استفاده کرده و با توسعه اين روش توانستند اين ساختار شبيه نوار موبيوس را به صورت طولي برش داده و حلقه‌هاي قفل‌شده‌اي توليد کنند که به نام کاتنان شناخته مي‌شوند.
هائو يان، مدير اين گروه پژوهشي مي‌گويد: «ما به‌عنوان يک معمار نانويي تلاش مي‌کنيم دو نوع ساختار توليد کنيم: هندسي و توپولوژيکي». ساختارهاي هندسي همچون شکل‌هاي بلوري پيچيده، ستاره‌ماهي و ارگانيسم‌هاي تک‌سلولي در طبيعت به فراواني يافت مي‌شوند. يان از اين شکل‌هاي طبيعي به‌عنوان يک منبع نامحدود و الهام‌بخش براي توليد نانوساختارهاي مختلف توسط بشر نام مي‌برد.
توپولوژي که يکي از شاخه‌هاي رياضي است، ويژگي‌هاي فضايي اشکالي را توضيح مي‌دهد که مي‌توانند پيچ خورده، کشيده شده و يا متحمل تغييرات ديگري شوند و اشکال کاملاً جديدي ايجاد کنند. اين تغييرشکل مي‌تواند بر هندسه اشيا تأثير بسيار عميقي داشته باشد، اما تغييري در توپولوژي سطحي آنها ايجاد نمي‌کند (مثل يک دونات که با پيچ خوردن و کشيده شدن به شکل عدد 8 در مي‌آيد).
در اين مطالعه براي توليد نوار موبيوس بر ويژگي‌هاي خودآرايي DNA تکيه شده است. در سال 2006 پل روتموند در Cal Tech نشان داد که مي‌تواند از فرايند خودآرايي DNA در توليد نانوساختارهاي دوبعدي با اشکال مختلف استفاده کرد. بدين ترتيب اريگامي DNA به‌عنوان يک ابزار قدرتمند براي طراحي نانوساختارها پا به عرصه وجود گذاشت.
اين پژوهشگران پس از توليد نوار موبيوس آن را با استفاده از ميکروسکوپ نيروي اتمي و ميکروسکوپ الکتروني عبوري مطالعه کردند. تصاوير به‌دست آمده تأييد کردند که استفاده از اريگامي DNA براي توليد ساختاري شبيه نوار موبيوس موفقيت‌آميز بوده است. يان اشاره مي‌کند که در نوارهاي موبيوس هم چرخش راست‌گرد و هم چرخش چپ‌گرد مشاهده مي‌شود.
اين محققان براي نشان دادن انعطاف‌پذيري توپولوژيکي نوارهاي موبيوسِ توليد شده، آنها را به‌صورت طولي و در نقاط مختلف برش دادند. اين برش اگر در وسط نوار صورت گيرد منجر به توليد يک ساختار جديد مي‌شود که حاوي چهار نيم‌چرخش (720 درجه) است. در صورتي که برش در يک‌سوم عرضي نوار اتفاق بيافتد، يک کاتنان توليد مي‌شود (حلقه‌هاي درهم قفل شده).
جزئيات اين کار به صورت آنلاين در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-10/asu-dai100410.php
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر