Международной группе ученых, состоящей из американских и израильских ученых, впервые удалось получить сверхпроводящий материал в трехмерной структуре. При этом основой для изделия были использованы самособирающиеся молекулы ДНК.
Как удалось создать 3D наноматериал
Инженерам из Брукхвейвенской лаборатории (США), Колумбийского университета (США) и Университета Бар-Илан (Израиль) удалось разработать основание для формирования объемных сверхпроводящих наноархитекстур, которые оказались основаны на самосборке молекул ДНК с фиксированной конфигурацией.
Как говорится в сообщении Брукхвейвенской лаборатории, благодаря структурной программируемости, ДНК способна обеспечить площадку для сборки и создания ранее сконструированных структур.
Но есть один существенный недостаток, а именно хрупкость ДНК, что не позволяет ее использовать для конструирования из неорганических материалов.
В новой научной работе ученые продемонстрировали, что способны взять за основу каркас ДНК для формирования трехмерных структур, которые впоследствии могут быть полноценно трансформированы в неорганические материалы, например, сверхпроводники.
Для того, чтобы упрочить каркас из ДНК, инженеры решили покрыть его диоксидом кремния. После этого полученную структуру рассмотрели с помощью электронного микроскопа (NSLS-II) и убедились, что полученная конструкция в точности соответствует заданным ранее параметрам.
Так вот, покрытие ДНК диоксидом кремния сформировало для ученых механически устойчивую конструкцию, которая идеально подходит для нанесения неорганических материалов.
После этого преобразованные таким образом решетки ДНК были перенаправлены в институт Бар-Илана, где произвели нанесение низкотемпературного сверхпроводника ниобия методом испарения.
При этом весь процесс подвергался тщательному контролю, чтобы слой ниобия покрыл весь каркас равномерно и ни в коем случае не проникал в заготовку насквозь для того, чтобы не было короткого замыкания.
На самом деле данная технология ДНК-Оригами не нова и существует порядка 15лет, но до сих пор никто еще не наносил сверхпроводник таким образом.
Для чего это нужно
Авторы исследования рассчитывают, что полученные таким образом структуры будут использоваться в усилителях сигналов, которые способны повысить как скорость, так и точность квантовых компьютеров. Кроме этого они могут быть применены в особо чувствительных датчиках магнитного поля как в медицинских, так и геологоразведывательных приборах.
Результатами своей работы ученые поделились на страницах журнала Nature Communication.
Понравился материал, тогда ставим палец вверх и обязательно подписываемся. Спасибо за уделенное внимание!