وقد ابتكر الباحثون MIT طريقة لتنتج تقريبا أي شكل من النانو كائن ثلاثي الأبعاد. يمكنهم أيضا استخدام مجموعة متنوعة من المواد المفيدة، بما في ذلك المعادن، نقاط الكم، وDNA، ككائن رسم نمط. وقال معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، أستاذ مشارك في الهندسة البيولوجية والمخ والعلوم المعرفية إدوارد بويدن (إدوارد بويدن): هذا هو وسيلة إلى ما يقرب من أي نوع من المواد مع نانومتر الدقة في نهج وضع 3D. باستخدام هذه التقنية الجديدة، يمكن للباحثين استخدام الليزر لتشكل نمطا على السقالة البوليمر لإنشاء أي شكل وهيكل يريدون. بعد مواد مفيدة أخرى متصلة الإطار، فإنها تقليص الدعامات، وهيكل الناتج هو واحد في الألف من الأصل. ويقول الباحثون: هذه الهياكل الصغيرة يمكن أن تكون لها تطبيقات في العديد من مجالات البصرية والطبية، والروبوتات.

الديباج بارك - العلوم تعميم: هذه التقنية تستخدم عددا من المختبرات معدات ومواد العلوم البيولوجية لديك بالفعل، يجعلك تريد أن تجرب أن هذه التقنية الباحثين تستخدم على نطاق واسع. بويدن هو عضو في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وسائل الإعلام مختبر معهد ماكغفرن لعلوم المخ (معهد ماكغفرن لأبحاث الدماغ) معهد السرطان الشامل وكوش (معهد كوخ لأبحاث السرطان التكاملية)، وهذا ونشرت في 2018 مؤلف واحد كبير على ورقة، "العلوم" (العلوم) في 13 ديسمبر كانون الاول. كان مؤلف كبير آخر آدم Marblestone، وهو شركة تابعة للدراسات مخبرية وسائل الإعلام، والمؤلف الرئيسي لورقة وطالب دراسات عليا دانيال وهران وصموئيل رودريك.

صناعة الانجاز

حالة التقنية الصناعية السابقة لإنتاج النانو خلق يمكنهم تعتبر محدودة. في ضوء نمط الحفر قد يتم إنشاء هيكل ثنائي الأبعاد، ولكن ليس للهيكل ثلاثي الأبعاد. إنتاج هيكل ثلاثي الأبعاد التي كتبها تدريجيا تراكب غير ممكن، ولكن هذه العملية بطيئة وصعبة. وعلى الرغم من المباشرة طريقة الطباعة والنانو كائنات موجودة، لكنها تقتصر على البوليمرات والبلاستيك ومواد محددة أخرى، يطلب من هذه المواد للعديد من التطبيقات عدم وجود الخصائص الفنية. وعلاوة على ذلك يمكن أن يولد إلا هيكل الدعم الذاتي. (على سبيل المثال، يمكن للتكنولوجيا أن تولد الهرم الصلبة، ولكن لا يمكن أن تولد سلسلة الارتباط أو كرة مجوفة.) وللتغلب على هذه القيود، بويدن وطلابه قرر استخدام تقنية تم تطويرها في مختبره قبل بضع سنوات، وأنسجة المخ التصوير ذات الدقة العالية. وتسمى هذه التقنية توسيع هيدروجيل المجهر تتألف جزءا لا يتجزأ من النسيج، والذي ثم توسعت لتحقيق ارتفاع القرار التصوير في مجهر التقليدي.

ووفقا لأستاذ إد بويدن يقول العديد من المختبرات البحثية لديها احتياطيات اللازمة لهذه المعدات الصناعية. صورة: الباحثون

ويجري حاليا توسيع المجالات البيولوجية والطبية المئات من المجموعات البحثية استخدام المجهر لأنه يمكن استخدام التصور الأجهزة الأبعاد العاديين من الخلايا والأنسجة. عن طريق عكس هذه العملية، وجد الباحثون أنه يمكن تصنيعها في كائن كبير هيدروجيل الموسعة، فإنه سيتم تخفيض لحجم النانومتر، وتسمى هذه الطريقة "التصنيع الانفجار الداخلي." كما يتم القيام به المجهر التوسع، استخدم الباحثون مادة ماصة للغاية من polyacrylate، مثل مادة موجودة عادة في عملية تصنيع حفاضات للدعامة نانو. حامل مغمورة في محلول يحتوي على جزيء فلوريسئين، وتعلق الجزيئات فلوريسئين لصاحب عند تنشيط الليزر. باستخدام اثنين من الفوتون المجهري والباحثين جزيء فلوريسئين تعلق على موقف محدد في هلام، هذا المجهر يمكن وضعه بالضبط نقطة بنية عميقة. بمثابة المراسي، ويمكن إضافة جزيئات فلوريسئين مع باحثين من أنواع أخرى من الجزيئات.

الإضاءة يمكن استخدامها لمرساة الثابتة حيث تريد، ثم يمكنك وضع أي شيء تريده على مرساة ثابتة. قد يكون نقطة الكم، قد يكون DNA فترة، قد يكون جسيمات متناهية الصغر من الذهب. وهذا هو ما يشبه التصوير المقطعي الفيلم: A مادة حساسة للضوء في صورة كامنة شكلتها فضح هلام. ثم يمكنك إرفاق أخرى المادية، والفضة، والقدرة على التطور إلى صورة الحقيقية للصورة. بهذه الطريقة، يمكن تصنيع انهيار خلق مجموعة متنوعة من الهياكل، بما في ذلك هيكل التدرج، وعدد وافر من وضع المواد الإعلامية غير الهيكلي. مرة واحدة هي التي تعلق الجزيئات المطلوبة في مكان، وسوف يقوم الباحثون يخرج من هيكل كامل من قبل إضافة حمض. هذا يمنع هلام polyacrylate حمض شحنة سالبة، بحيث أنها لم تعد صد بعضها البعض، مما يؤدي إلى تقلص من هلام. باستخدام هذه التقنية، خفضت الباحثين على الكائن في كل البعد 10 أضعاف (1000 أضعاف الحد من الحجم الكلي).

هذا التقلص هو قادرة على تحسين الدعامة القرار، يمكن تجميع المواد منخفضة الكثافة أيضا ليست فقط. وهذا يجعل من الاسهل لتعديل، في تراجع بعد أن يصبح مادة صلبة كثيفة. تم عاما الأشخاص الذين يحاولون ابتكار أفضل المعدات لتصنيع المواد النانوية الصغيرة، يقدر الباحثون أنه طالما أن استخدام النظم القائمة، جزءا لا يتجزأ من المواد هلام، ويمكن تخفيضها إلى مستوى النانومتر، و لا تشويه واسطة. الباحثون الآن يمكن أن تنتج ما يقرب من 1 MM3، مع دقة 50 نانومتر الكائن. بين حجم ودقة من مفاضلة: إذا أراد الباحثون إلى خلق الأجسام الكبيرة، حول سنتيمتر مكعب واحد، ويمكن تحقيق حل من حوالي 500 نانومتر. ومع ذلك، مع مزيد من التحسين لهذه العملية، ويمكن تحسين دقة.

أفضل العنصر البصري

فريق البحث MIT تدرس حاليا إمكانية تطبيق هذه التكنولوجيا، انهم يتوقعون بعض من أقرب التطبيقات قد تكون في مجال البصريات، مثل عدسات خاصة يمكن استخدامها لتصنيع الخصائص الأساسية لهذه الدراسة الضوء. وقال الباحثون إن التكنولوجيا يمكن أيضا غيرها من كاميرات الهاتف المحمول، والمجاهر أو تطبيق بالمنظار لجعل أصغر، عدسة أفضل. في المستقبل البعيد، ويقول الباحثون هذه الطريقة يمكن استخدامها لإنتاج الإلكترونيات النانوية أو الروبوتات. ويقول الباحثون يمكنك استخدامها للقيام بكل أنواع الأشياء، والصناعة التحويلية نانومتر الديمقراطية قد تفتح المجالات الجديدة التي لا يمكننا أن نتصور. العديد من الدراسات المختبرية لديها احتياطيات المطلوبة لهذا الجهاز التصنيع، ويمكن العثور على الليزر في العديد من المعامل البيولوجية، يمكنك مسح نمط، ومن ثم إيداع المعادن، وأشباه الموصلات أو DNA، إما ثم ضيق عليه.

الديباج بارك - العلوم العلوم الشعبية | البحوث / من: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

إشارة دورية الأدب: "Scienc"

دوى: 10.1126 / science.aau5119

دوى: 10.1126 / science.aav5712

الديباج بارك - نقل الفضاء الأميركية والعلوم للملاحة الفضائية