Когда-нибудь, нанотехнологи полагают, они будут в состоянии построить атом материалов атомом с самого начала, LEGO-стилем. Прямо сейчас они все еще работают над двумерным эквивалентом: написание очень мелких линий и точек отобранных молекул на ультрагладких поверхностях. К сожалению, все молекулярные «ручки», развитые до сих пор, были или слишком с тупым наконечником или слишком дорогостоящими для широкого использования. Теперь новый метод мог бы позволить нанотехнологам к быстро и дешево написать молекулярные особенности через большую площадь.
В будущем подход мог помочь ученым быстро моделировать новые наноструктуры для использования во всем от изучения исходных клеток к молекулярным триггерам, вовлеченным в рак.Проверенным способом поместить прекрасные образцы на поверхности является оптическая литография, используемая в течение многих десятилетий для вырезания схем на компьютерные микросхемы. Но литография является очень дорогой и не работает хорошо со многими материалами, такими как хрупкие биомолекулы.
Для решения тех проблем исследователи попытались отпечатать молекулярные чернила на поверхности с резиновыми сладкими гумусами или использовать множества крошечных пирамид с ультраострыми наконечниками как иглы. Марки являются дешевыми, но они испытывают затруднения при печати особенностей меньше чем 50 миллимикронов шириной. Множества имеют намного лучшую резолюцию. Но потому что они зависят от весенних консолей для хранения движущихся наконечников в контакте с поверхностью, они являются сложными для работы — и, снова, дорогой.
Три года назад исследователи во главе с Чедом Миркиным из Северо-Западного университета в Эванстоне, Иллинойс, сообщили о возможной фиксации. В статье в Науке они представили новый дизайн, покончивший с консолями путем создания наконечников из эластичной пластмассы, согнувшей для поддержания контакта с поверхностью. Оборотная сторона была то, что более мягкая пластмасса не могла взять столь острый пункт, как твердые кремниевые пирамиды могли.
Теперь, Миркин и коллеги вернулись к гибридному дизайну: твердые наконечники, установленные на эластичном слое полимера вместо консолей. Это является лучшим из обоих миров, Миркин говорит: новые наконечники могут написать молекулярные образцы с резолюцией меньше чем 50 миллимикронов, но множество тысяч из них стоит меньше чем 1$.
В работе, опубликованной онлайн на этой неделе по своей природе, исследователи описывают использование множества 4 750 наконечников для написания 19 000 копий пирамиды, изображаемой на счете США за 1$, каждый состоящий из 6 982 точек 42 миллимикрона шириной.«Это – превосходная работа», говорит Стивен Чоу, эксперт по нанокопированию в Принстонском университете. Джозеф Дезимоун, нанокопирование и эксперт по наномедицине в Университете Северной Каролины, Чапел-Хилл, соглашается. «Размещение весны в полимере довольно умно», говорит он. «Это избавляется от консолей и уменьшает сложность и стоимость системы».
Миркин говорит, что новые множества могли создать дешевые множества ДНК и других биомолекул для диагностирования болезней или изучения, как различные комбинации биомолекул влияют на вещи, такие как развитие исходных клеток или прогрессия раковых клеток. Это может не быть молекулярным LEGO, но это не сено.