失去结构的发光软胶体

(图示为密堆积晶格的共焦显微镜图像 。左图中, 仅有基体颗粒被荧光标记,其表明宿主晶格没有被局部更大的外来颗粒扰乱。 右图中,外来颗粒被荧光标记,他们通过变形和收缩来适应环境,而没有通过他们的DNA缠绕周围颗粒。图片来源:Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute of Complex Systems, Soft Condensed Matter (ICS-3). )
软胶体,诸如聚合物刷和聚合物包衣颗粒具有广泛的应用,可以用作仿生润滑剂,例如在人工植入器官中。“尽管这些胶体的微观特性被广泛认可,而且对发挥他们的宏观性能起关键作用,它们迄今在不同柔软和穿透胶体体系的物理研究上依然很差,研究员E. Stiakakis说道。他与位于Forschungszentrum Jülich的复杂系统研究所的同事们一起, 结合智能材料的制备和共聚焦荧光显微镜,来可视化的聚合物涂层颗粒的二维(2D)晶格的微观行为。
在2014年12月发行物理评论快报(DOI:10.1103 / PhysRevLett.113268303)中,研究人员报告了一种嫁接荧光标记到充电DNA涂层颗粒的DNA手臂。通过修改手臂上的标记位置,手臂延伸和粒子形状都可以量化。此外,研究人员可以图像化软胶体被磁场压缩时的变形方式,通过使用超顺磁性粒子来控制粒子的二维阵列密度。
事实证明,DNA手臂变得紧密夯实而无需纠缠相邻颗粒,在压力接近兆帕范围内的条件下。这证实了粒子之间的低摩擦来自缺乏手臂纠缠,因此成为众所周知的润滑特性。研究人员最后测试了二维阵列的缺陷容忍度,发现这些可容纳大和小颗粒,并通过电晕的颗粒收缩和各向异性实现变形。
E. Eiser,是剑桥大学的一位软质材料的专家,他致力于DNA官能化胶体自组装研究。他说,这证实了90年代的中性聚合物刷,其显着的润滑性能是由于,该电刷被压实而不是相互刺穿。她强调道,该领域面临的挑战之一是,这项工作的交叉学科属性,如果要将这些新的研究结果应用到现实世界,需要结合生物和物理知识。
该DNA刷子有很广的功能化可能性,而且可用于光电子应用中:“将DNA刷子可以通过不同类型的标记实现端基功能化。这可以应用于多路传输检测传感器 。其电晕的机械强度可以用于材料科学,来设计大面积光子或等离子阵列“研究人员报告道。
新材料在线编译整理——翻译:Gary
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