ทั่วไป

ไวรัส 'Rumpelstiltskin' ที่ได้รับการออกแบบทางพันธุกรรมเปลี่ยนอะตอมทองคำให้เป็นลูกปัด


แม้ว่าจะไม่เหมือนกับการเปลี่ยนฟางเป็นทองคำ แต่เทคนิคการตัดต่อโมเลกุลแบบใหม่นี้จะเปลี่ยนทองคำให้เป็นรูปร่างใหม่ วิศวกรจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียริเวอร์ไซด์ได้จัดการกับไวรัสที่ช่วยปฏิรูปอะตอมของทองคำให้กลายเป็นทรงกลม ไวรัสสามารถทำให้การผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และการผลิตชิ้นส่วนที่หายากง่ายขึ้นเร็วขึ้นและประหยัดต้นทุนมากขึ้น

"ธรรมชาติได้รวบรวมโครงสร้างนาโนที่ซับซ้อนและมีการจัดการสูงมาเป็นเวลานับพันปีด้วยความแม่นยำและความจำเพาะเหนือกว่าวิธีการทางเทคโนโลยีขั้นสูงสุด" Elaine Haberer ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์จากวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ Marlin และ Rosemary Bourns ของ UCR กล่าว

"ด้วยการทำความเข้าใจและควบคุมความสามารถเหล่านี้ความแม่นยำระดับนาโนที่ไม่ธรรมดานี้สามารถใช้ในการปรับแต่งและสร้างวัสดุขั้นสูงด้วยประสิทธิภาพที่ไม่สามารถบรรลุได้ก่อนหน้านี้" Haberer กล่าวเสริมซึ่งทำหน้าที่เป็นผู้เขียนอาวุโสของบทความอธิบายความก้าวหน้า

การใช้ไวรัสทั่วไปสำหรับโซลูชันวัสดุที่ไม่ธรรมดา

โดยปกติแล้วเมื่อได้ยินเกี่ยวกับนวัตกรรมทางวิศวกรรมวัสดุพวกเขาจะจัดการกับโมเลกุลของสารด้วยตัวเอง ไวรัสไม่ใช่สิ่งแรกที่ต้องนึกถึง อย่างไรก็ตามไวรัสมีอยู่ในรูปร่างที่หลากหลายและสามารถจับกับโมเลกุลต่างๆได้

แม้ว่าจะเป็นเรื่องแปลก แต่นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ทีมงานได้ดัดแปลงพันธุกรรมตัวรับของไวรัสเพื่อจับกับไอออนของโลหะ จากการทำเช่นนั้นการศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าไอออน 'เกาะติด' กับไวรัสมีรูปร่างและขนาดใกล้เคียงกัน การวิจัยก่อนหน้านี้นำไปสู่การใช้ไวรัสในการสร้างโครงสร้างนาโนสำหรับขั้วไฟฟ้าแบตเตอรี่เซ็นเซอร์เครื่องมือทางชีวการแพทย์และแม้แต่เซลล์แสงอาทิตย์

ไวรัสส่วนใหญ่มีรูปร่างตามธรรมชาติที่ จำกัด สิ่งที่โลหะจะกลายเป็นได้ แม้ว่าไวรัสสามารถเปลี่ยนระดับเสียงในการตั้งค่าต่างๆได้ แต่โดยทั่วไปแล้วไวรัสเหล่านี้จะต่อต้านการเคลื่อนตัวออกจากรูปแบบและโครงสร้างพื้นฐาน ซึ่งจะ จำกัด ประเภทของฟอร์มที่สามารถสร้างได้

ทีม UCR ใช้ M13 bacteriophage ซึ่งเป็นไวรัสที่มีความยืดหยุ่นโดยเฉพาะ Bacteriophages ติดเชื้อแบคทีเรียโดยเฉพาะแบคทีเรียแกรมลบเช่น E. coli ซึ่งพบได้ในระบบทางเดินอาหารส่วนใหญ่ของมนุษย์ ทีม UCR ได้เลือก M13 เนื่องจากมันถูกใช้เพื่อผูกกับทองคำเพื่อสร้างโครงสร้างสายนาโนที่ยาว

ความท้าทายสำหรับวิศวกร UCR คือการเปลี่ยนสายนาโนให้เป็นทรงกลมซึ่งเป็นสิ่งที่ทีมอื่นยังไม่ได้สำรวจ ทีมงานกล่าวว่าอนุภาคนาโนของทองคำมีลักษณะแหลมคมและกลวง

การสำรวจแบคทีเรียอื่น ๆ ด้วย 'เทมเพลต' ของไวรัสนี้

งานวิจัยนี้ขยายการใช้งานและความเป็นไปได้ของแบคทีเรีย M13 ในนั่งร้านวัสดุนาโน ท้ายที่สุดทีม UCR หวังที่จะติดตามว่าพวกเขาสามารถสร้างรูปทรงเหล่านี้ได้แตกต่างกันอย่างไร พวกเขายังกล่าวอีกว่า 'แม่แบบ' นี้สามารถนำไปใช้กับแบคทีเรียชนิดอื่น ๆ ได้

"ความแปลกใหม่ของงานของเราอยู่ที่การเพิ่มประสิทธิภาพและการสาธิตเทมเพลตไวรัสซึ่งเอาชนะข้อ จำกัด ทางเรขาคณิตที่เกี่ยวข้องกับไวรัสอื่น ๆ ส่วนใหญ่" Haberer กล่าว "เราใช้กระบวนการแปลงอย่างง่ายเพื่อทำให้ไวรัส M13 สังเคราะห์นาโนเชลล์อนินทรีย์ทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายสิบนาโนเมตรและนาโนเมตรที่มีความยาวเกือบ 1 ไมครอน

การวิจัยและวิเคราะห์ไวรัสดัดแปลงพันธุกรรมฉบับสมบูรณ์สามารถพบได้ในวารสารฉบับวันที่ 21 กรกฎาคม นาโนสเกล.


ดูวิดีโอ: เมดทองคำแท90% ขนาดเมด6มล (สิงหาคม 2021).