Les chercheurs de Columbia Engineering ont créé des nanoparticules 3D conçues pour résister au vide, aux températures élevées, aux hautes pressions et aux radiations élevées Ce nouveau processus de fabrication conduit à la création d’échafaudages nanométriques robustes et entièrement conçus qui non seulement peuvent accueillir divers types fonctionnels de nanoparticules, mais peuvent également être rapidement traités à l’aide de méthodes nanotechnologiques traditionnelles.

Ces nanoparticules auto-assemblées sont si stables qu’elles peuvent voler dans l’espace Les scientifiques ont pu transformer l’architecture tridimensionnelle des nanoparticules d’ADN d’un liquide à un état solide, où le dioxyde de silicium renforce les structures de l’ADN. Ce nouveau matériau conserve pleinement son architecture de cadre d’origine du réseau de nanoparticules d’ADN Cela a permis aux scientifiques d’étudier pour la première fois comment ces nanomatériaux peuvent lutter contre des conditions difficiles, comment ils se forment et quelles sont leurs propriétés.

Les matériaux diffèrent à l’échelle nanométrique, et les chercheurs étudient depuis longtemps comment utiliser ces minuscules matériaux – 1 000 à 10 000 fois plus fins qu’un cheveu humain – dans tout, de la fabrication de capteurs pour téléphones à la fabrication de puces plus rapides pour les ordinateurs portables. Cependant, les méthodes de fabrication étaient complexes lors de la réalisation de nanoarchitectures 3D La nanotechnologie de l’ADN permet de créer des matériaux organisés de manière complexe à partir de nanoparticules par auto-assemblage, mais étant donné la nature douce et dépendante de l’environnement de l’ADN, ces matériaux ne peuvent être stables que dans une gamme étroite de conditions. En revanche, les matériaux nouvellement formés peuvent désormais être utilisés dans une large gamme d’applications où ces conceptions techniques sont nécessaires. Alors que la nanofabrication traditionnelle est excellente pour créer des structures planes, la nouvelle technique permet de fabriquer des nanomatériaux tridimensionnels qui deviennent essentiels pour de nombreuses applications électroniques, optiques et énergétiques.

La nouvelle étude démontre une méthode efficace pour transformer des réseaux tridimensionnels de nanoparticules d’ADN en copies de silice, tout en conservant la topologie des liaisons interparticulaires grâce aux structures de l’ADN et à l’intégrité de l’organisation des nanoparticules La silice fonctionne bien car elle aide à préserver la nanostructure du réseau d’ADN parent, forme une structure solide et n’affecte pas la disposition des nanoparticules

«L’ADN de ces réseaux acquiert les propriétés de la silice Il devient stable à l’air et peut être séché, ce qui permet pour la première fois une analyse 3D des matériaux à l’échelle nanométrique dans l’espace réel De plus, la silice offre résistance et stabilité chimique, elle est peu coûteuse et peut être modifiée selon les besoins, un matériau pratique »

Pour en savoir plus sur les propriétés de leurs nanostructures, l’équipe a exposé les réseaux de nanoparticules d’ADN transformées en silice à des conditions extrêmes: températures élevées supérieures à 10 000 ° C et contraintes mécaniques élevées supérieures à 8 GPa (environ 80 000 fois la pression atmosphérique ou 80 fois plus que dans la partie la plus profonde de l’océan – la fosse des Mariannes), et a étudié ces processus sur place Pour évaluer la viabilité des structures à utiliser et les étapes de traitement ultérieures, les chercheurs les ont également exposées à de fortes doses de rayonnement et à des faisceaux d’ions focalisés.

«Notre analyse de l’applicabilité de ces structures, combinée aux techniques de fabrication traditionnelles de nanomatériaux, démontre une plate-forme vraiment robuste pour créer des nanomatériaux élastiques en utilisant des approches basées sur l’ADN pour découvrir leurs nouvelles propriétés C’est un grand pas en avant car ces propriétés spéciales nous permettent d’utiliser notre assemblage de nanomatériaux 3D tout en ayant accès à la gamme complète des étapes de traitement des matériaux conventionnels. Cette intégration de méthodes de nano-fabrication nouvelles et traditionnelles est essentielle pour les progrès de la mécanique et de l’électronique, de la plasmonique, de la photonique, de la supraconductivité et des matériaux énergétiques. »

Les ordinateurs sont fabriqués à partir de silicium depuis plus de 40 ans Il a fallu 40 ans pour ramener la production de structures et de dispositifs plans à environ 10 nm Maintenant, nous pouvons fabriquer et assembler des nanoobjets dans un tube à essai en quelques heures sans outils coûteux Huit milliards de composés sur un seul réseau peuvent désormais être organisés pour s’auto-assembler à l’aide de processus nanométriques que nous pouvons concevoir Chaque connexion peut être un transistor, un capteur ou un émetteur optique – chacun d’entre eux pouvant être un bit de données stocké Alors que la loi de Moore ralentit, la programmabilité de l’assemblage de l’ADN approche de zéro pour nous propulser dans la résolution des problèmes liés aux nouveaux matériaux et à la nanofabrication. Bien que cela ait été extrêmement difficile pour les méthodes actuelles, il est extrêmement important pour les nouvelles technologies

Ingénierie, nanoparticules, science des matériaux, nanomatériaux

Actualités – États-Unis – Le nouveau matériau ADN 3D est si puissant qu’il peut voler dans l’espace
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Le nouveau matériau ADN 3D l’est tellement il peut voler dans l’espace
Une nouvelle technique aide à créer des matériaux synthétiques résilients à base de nanoparticules

Source: https://freenews.live/scientists-have-created-the-worlds-fastest-probabilistic-computer/

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