一個物理學家小組發現了DNA分子是如何根據組裝指令在顆粒之間自組織成粘性斑塊的。這一發現為生產顆粒之間具有明確連接性的材料的創新方式提供了一個“概念證明”。相關研究工作已在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。
紐約大學物理系教授、研究人員之一Jasna Brujic表示：“我們表明，人們可以對粒子進行編程以製造具有定製特性的結構。雖然起重機、鑽頭和鎚子在建造建築物時必須由人類控制，但這項工作揭示了人們如何能利用物理學來製造‘知道’如何組裝自己的智能材料。”
長期以來，科學家們一直在尋求分子自我組裝的方法並在許多方面取得了突破。然而開發得較少的是這些微小顆粒以預先編程的鍵數進行自我組裝的措施。
為了解決這個問題，Brujic和紐約大學物理系的博士后研究員Angus McMullen以及伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的機械科學和工程教授Sascha Hilgenfeldt展開了一系列的實驗來捕捉和操縱DNA分子在顆粒表面的行為。
他們在微米級操作–用1/25的灰塵大小的顆粒–將小液滴浸入液體溶液中。附着在這些液滴上的是“DNA連接物”–擁有“粘性末端”的分子工具，其允許混合和匹配以形成研究人員所需的結構陣列。
“這個過程的好處是我們可以對特定材料的特性進行編程，如它可以是彈性的或脆性的，甚至在斷裂後有自我修復的能力，因為鍵可以可逆地產生和斷裂，”Brujic說道，“創造者可以決定放入5個只粘附一個其他粒子的粒子、10個粘附兩個、20個粘附三個或任何其他組合。這將使你能建造具有特定拓撲結構或架構的材料。”