(Phys.org) —Forskare vid New York University och University of Melbourne har utvecklat en metod med hjälp av DNA-origami för att förvandla endimensionella nanomaterial till två dimensioner. Deras genombrott, publicerad i det senaste numret av tidskriften Naturnanoteknik , erbjuder potential att förbättra fiberoptik och elektroniska enheter genom att minska storleken och öka deras hastighet.

"Vi kan nu ta linjära nanomaterial och styra hur de är organiserade i två dimensioner, använda en DNA origami -plattform för att skapa valfritt antal former, "förklarar NYU kemiprofessor Nadrian Seeman, tidningens seniorförfattare, som grundade och utvecklade området DNA -nanoteknik, nu bedrivs av laboratorier runt om i världen, för tre decennier sedan.

Seemans samarbetspartner, Sally Gras, docent vid University of Melbourne, säger, "Vi samlade två av livets byggstenar, DNA och protein, på ett spännande nytt sätt. Vi odlar proteinfibrer inom en DNA -origamistruktur. "

DNA origami använder cirka tvåhundra korta DNA -strängar för att styra längre strängar i att forma specifika former. I deras arbete, forskarna försökte skapa, och sedan manipulera formen av, amyloidfibriller - stavar av aggregerade proteiner, eller peptider, som matchar styrkan hos spindelsilke.

Att göra så, de konstruerade en samling av 20 DNA-dubbla spiraler för att bilda en nanorör som är tillräckligt stor (15 till 20 nanometer-drygt en miljarddels meter-i diameter) för att rymma fibrillerna.

Plattformen bygger fibrillerna genom att kombinera nanorörets egenskaper med ett syntetiskt peptidfragment som placeras inuti cylindern. De resulterande fibrillfyllda nanorören kan sedan organiseras i tvådimensionella strukturer genom en serie DNA-DNA-hybridiseringsinteraktioner.

"Fibriller är anmärkningsvärt starka och som sådan, är en bra barometer för denna metod förmåga att bilda tvådimensionella strukturer, "observerar Seeman." Om vi ​​kan manipulera fibrillernas riktningar, vi kan göra samma sak med andra linjära material i framtiden. "

Seeman pekar på löftet att skapa tvådimensionella former på nanoskala.

"Om vi ​​kan göra mindre och starkare material inom elektronik och fotonik, vi har potential att förbättra konsumentprodukter, "Seeman säger." Till exempel, när komponenterna är mindre, det betyder att signalerna de sänder inte behöver gå så långt, vilket ökar deras hastighet. Det är därför det lilla är så spännande - du kan skapa bättre strukturer på de minsta kemiska skalorna. "