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一个跨国研究团队日前宣布,成功利用生物DNA片段实现了金纳米粒子的生长调控。研究人员表示,该成果通过单一步骤对纳米尺度的金属材料进行可自定义精确结构设计和制备,有望创造大量具有先进功能及充满结构艺术性的新型纳米材料。
该研究将生物DNA应用于没有生命的无机化学领域,通过对反应边界条件的控制,令DNA控制金原子沿特定方向结晶和生长。通过调整DNA分子的数量和形态,最终能获得具有不同形貌和结构的金纳米颗粒:一些特定数量的直线型DNA调控合成出具有特定分枝数量的星状纳米颗粒;一些原核细胞质粒DNA调控合成出水母形态的金纳米颗粒;另一些原核细胞中的质粒DNA则调控合成出金纳米花,花瓣长度小于100纳米,花茎直径5纳米。研究人员表示,这可能是目前世界上最小、也最有价值的金花。
定义金属纳米材料的结构意味着可以定义材料的属性。由此,人们获得了一种灵活的技术能力,能按照特定需求设计和制备金属纳米材料。在医学领域,不同分枝结构的星状纳米颗粒表面可以捕获人体血液中相应的致病抗原,由于不同纳米颗粒具有不同的光学吸收性能,其在光谱中显示为不同特征曲线,因此可以用它获得实时和多功能的医学光谱影像。
旅韩中国学者马兴毅博士作为主要研究者之一,与韩国和美国的研究人员共同获得了该成果。