Los científicos desarrollaron una nueva forma de ensamblar cristales ordenados compuestos de nanopartículas. En este proceso, las nanopartículas en forma de cubos, octaedros y esferas se coordinan entre sí para construir estructuras. Las formas están unidas por moléculas de ADN complementarias en cada tipode nanopartículas.Las estructuras de los cristales tridimensionales resultantes están determinadas por la simetría espacial de las facetas de los cubos y octaedros, mientras que su orden estructural depende de las interacciones sintonizadas en el ADN y la proporción de los tamaños de las nanopartículas.
La unión direccional para materiales de autoensamblaje hechos de diferentes tipos de nanopartículas abre oportunidades para diseñar materiales únicos que podrían beneficiar a dispositivos de almacenamiento de energía de alta densidad y catálisis, entre otras aplicaciones.
La organización de las partículas esféricas en celosías generalmente está impulsada por consideraciones de empaquetamiento. Aunque la adición de la unión direccional puede ampliar significativamente la diversidad estructural, la implementación a nanoescala sigue siendo un desafío. Investigaciones recientes realizadas por científicos del personal en el Grupo de Nanomateriales Blandos y Bio en el Centro para FuncionalLos nanomateriales en el Laboratorio Nacional Brookhaven exploraron el conjunto de grupos y redes en los que los bloques poliédricos anisotrópicos coordinan las nanopartículas esféricas isotrópicas a través de interacciones direccionales inducidas por la forma facilitadas por el reconocimiento del ADN. Los científicos han demostrado que los bloques poliédricos - cubos y octaedros - cuando se mezclan conesferas, promueven el ensamblaje de grupos con una arquitectura determinada por simetría de poliedro.
Además, las superredes binarias tridimensionales se forman cuando las capas de ADN acomodan la disparidad de forma entre las interfaces de nanopartículas, cuya arquitectura se capturó mediante microscopía electrónica de barrido en la Instalación de caracterización y síntesis de materiales de CFN. La simetría cristalográfica de las redes ensambladas está determinada porsimetría espacial de las facetas del bloque, que se caracterizó mediante el uso de la instalación avanzada de sondas de rayos X y rayos ultravioleta de CFN específicamente, la línea de rayos X9 de la estación final NSLS / CFN. Mientras tanto, el orden estructural depende tanto de las interacciones sintonizadas con el ADN como de la relación de tamaño de las hetero partículas.
Este novedoso método, que explota la forma para definir la estructura global y la mediación del ADN localmente, abre nuevas posibilidades para la fabricación de superredes binarias por diseño.
La investigación se realizó en el Centro de Nanomateriales Funcionales y Fuente de Luz Nacional Sincrotrón, Laboratorio Nacional Brookhaven, que cuenta con el apoyo del Departamento de Energía de los EE. UU., Oficina de Ciencia, Oficina de Ciencias de la Energía Básica, bajo el contrato no. DE-AC02-98CH10886.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Departamento de Energía, Oficina de Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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