Nya processer som gör att nanopartiklar kan sätta ihop sig till designermaterial kan lösa några av dagens teknikutmaningar, Alex Travesset från Iowa State University och Ames Laboratory rapporterar i numret av tidskriften den 14 oktober Vetenskap .

Travesset, en docent i fysik och astronomi och en docent vid det amerikanska energidepartementets Ames Laboratory, skriver i tidskriftens Perspectives-sektion att den kontrollerade självmonteringen av nanopartiklar kan hjälpa forskare att skapa nya material med unika elektriska, optisk, mekaniska eller transporterande egenskaper.

"Självmontering av nanopartiklar har gått in i LEGO-eran, ", sa Travesset. "Du kan verkligen arbeta med nanopartiklar på samma sätt som du kan arbeta med LEGO. Detta representerar ett genombrott i hur vi kan manipulera materia. Verkligen revolutionerande applikationer kommer."

I hans kommentar, Travesset rapporterar om följderna av en vetenskaplig artikel som också publicerades i numret av den 14 oktober av Vetenskap . Huvudförfattarna till den vetenskapliga artikeln är Chad Mirkin, chef för International Institute for Nanotechnology vid Northwestern University i Evanston, Sjuk., och George Schatz, en professor i kemi vid Northwestern. Deras forskargrupp beskriver ny teknik som använder komplementära DNA-strängar för att länka nanopartiklar och kontrollera hur partiklarna exakt sätts ihop till målstrukturer.

Nanopartiklar är så små - bara miljarddels meter - att det är praktiskt taget omöjligt att montera verkliga material partikel för partikel. Tidigare försök att framkalla självmontering har varit framgångsrika i endast en handfull system och under mycket restriktiva förhållanden.

Utvecklingen av forskargruppen Mirkin och Schatz kommer sannolikt att lyfta DNA-programmerad självmontering till en teknik för design av nanopartikelstrukturer a la carte, "Skrev Travesset.

I Travessets forskningsprogram ingår teoretiska studier av sammansättningen av nanopartiklar och hur de kan blandas enhetligt med polymerer. En forskningsartikel som beskriver några av hans fynd publicerades i tidningen 27 maj Fysiska granskningsbrev (Dynamik och statik för DNA-programmerbar nanopartikelsjälvmontering och kristallisation).

Med utvecklingen av effektiva självmonteringsteknologier, Travesset sa att det finns en enorm potential för nanopartikelvetenskap.

"Att kunna sätta ihop nanopartiklar med sådan kontroll representerar en stor bedrift i vår strävan att manipulera materia, " skrev han i Science. "Det finns omedelbart viktiga tillämpningar relaterade till katalys, medicinsk avkänning, nya optiska material eller metamaterial, och andra som kommer att följa av dessa studier.

"Mest troligt, dock, många andra tillämpningar kommer att dyka upp när vi gräver djupare, förstår bättre, expandera ytterligare, och mixtra med de möjligheter som dessa material erbjuder."