DNA精確操控碳納米管晶格

美國科學(xué)家在最新一期《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文指出，他們利用DNA精確修改碳納米管晶格，使晶格可以按需精確組裝并按預(yù)期發(fā)揮作用，從而克服了室溫超導(dǎo)體研制過程中此前被認(rèn)為幾乎無法逾越的障礙，有望催生出能徹底改變電子技術(shù)的室溫超導(dǎo)體。

50多年前，斯坦福大學(xué)物理學(xué)家威廉·利特爾首次提出室溫超導(dǎo)體，但迄今一直未能真正實現(xiàn)。研究人員指出，目前的超導(dǎo)體只能在極高或極低溫度下使用，而室溫超導(dǎo)體有助研制出超高速計算機，縮小電子設(shè)備的尺寸，研制出性能優(yōu)異的磁懸浮列車，并大幅降低能源使用等。

研究論文合著者、弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的愛德華·埃格曼博士解釋道，實現(xiàn)利特爾超導(dǎo)體的一種可能方法是修改碳納米管晶格。碳納米管是一種空心圓柱體，尺寸非常小。但這種方法面臨一個巨大的挑戰(zhàn)：控制納米管沿線的化學(xué)反應(yīng)，使晶格可以按需精確組裝，并按預(yù)期發(fā)揮作用。

埃格曼是低溫電子顯微鏡（cryo-EM）領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，在最新研究中，他們用到了這一技術(shù)。研究團隊提取出DNA，并利用其來指導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)。簡而言之，他們利用化學(xué)方法在單個分子水平上實現(xiàn)了精確的結(jié)構(gòu)工程構(gòu)建，組裝出了利特爾室溫超導(dǎo)體所需要的碳納米管晶格。埃格曼說：“這項工作表明，利用DNA序列控制相鄰反應(yīng)位點之間的間距，可以對碳納米管進行精準(zhǔn)操控。”

埃格曼說，盡管他們造出的晶格目前尚未進行超導(dǎo)性測試，但它驗證了制造利特爾室溫超導(dǎo)體的可能性。而且，他們的DNA引導(dǎo)晶格構(gòu)建方法有望應(yīng)用于多個領(lǐng)域，尤其是物理學(xué)領(lǐng)域。此外，新研究也表明，生物學(xué)領(lǐng)域的方法實際上可以用于解決物理學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域的問題。