Vedci prišli na spôsob, ako zmenšiť 3-D objekty do nepatrných rozmerov

Vedci prišli na spôsob, ako zmenšiť 3-D objekty do nepatrných rozmerov

Massachusetts 19. decembra 2018 (HSP/Foto: TASR- Svätopluk Písecký)

 

Výskumníci Massachusetts Institute of Technology (MIT) vynašli spôsob, ako vyrobiť 3-D objekty aj do nepatrných nanometrových rozmerov v takmer akomkoľvek tvare, čím vlastne môžu “zmenšiť” objekty s množstvom užitočných materiálov vrátane kovov, kvantových bodov a DNA

Ilustračné foto

“Je to spôsob, akým sa dá vytvarovať takmer akýkoľvek materiál do 3-D modelu s presnosťou nanometrov,” hovorí Edward Boyden, profesor neurotechnológie a docent biologického inžinierstva a mozgových a kognitívnych vied na MIT, jeden z hlavných autorov štúdie v časopise Science.

Reklama

Technológia využíva zariadenia, ktoré už majú mnohé laboratóriá na biológiu a materiálovú vedu, čo ju sprístupňuje mnohým výskumným pracovníkom na vyskúšanie.

Doterajšie techniky na vytváranie nanoštruktúr sú obmedzené v tom, že litografický spôsob na povrchu so svetlom môžu produkovať len 2-D nanoštruktúry. Možnosť pridávania takýchto vrstiev k sebe na vytváranie trojrozmerných nanoštruktúr je pomalá a náročná a existujúce metódy na priame vyhotovenie nanometrických 3-D tlačených objektov sú obmedzené na špecializované materiály, ako sú polyméry a plasty, ktoré nemajú funkčné vlastnosti potrebné na vytvorenie napríklad viazaného reťazca či dutej gule.

Reklama

Boyden sa však zameral na techniku vyvinutú už pred niekoľkými rokmi v jeho laboratóriu na zobrazovanie mozgového tkaniva s vysokým rozlíšením. Táto technika, známa ako expanzná mikroskopia, zahŕňa vloženie tkaniva do hydrogélu a jeho následné rozširovanie, čo umožňuje zobrazovanie tkaniva s vysokým rozlíšením pomocou mikroskopu, čo už používajú stovky výskumných skupín v oblasti biológie a medicíny pri 3-D vizualizácii buniek a tkanív bežným hardvérom.

Pri tvorbe nanoštruktúr však ide o opačný proces, ktorým by sa naopak veľkoplošné objekty vložili do expandovaných hydrogélov a potom sa zmenšili do nanoúrovne, čo sa nazýva “implózia”. Použije sa vysokoabsorbčný materiál vyrobený z polyakrylátu, ktorý sa bežne vyskytuje napríklad v plienkach, objekt sa ponorí do roztoku, ktorý obsahuje molekuly fluoresceínu, a všetko potom osvieti laserové svetlo.

Pomocou dvojfotónovej mikroskopie, ktorá umožňuje presné zacielenie bodov hlboko v štruktúre, výskumníci prikladajú molekuly fluoresceínu na špecifické miesta v géli. Fluoresceínové molekuly sa ako kotvy viažu na iné typy molekúl, ktoré výskumníci dodávajú.

“Pripevňujete kotvy, kde chcete, pomocou svetla a neskôr môžete na tie kotvy pripevniť všetko, čo chcete. Mohla by to byť kvantová bodka, aj DNA, aj nanočastice zlata,” vraví Boyden a jeho kolega Daniel Oran dodáva, že je to trochu ako “filmová fotografia”, keď je latentný obraz tvorený vystavením citlivého materiálu v géli svetlu.

Akonáhle sú požadované molekuly pripojené na správnych miestach, výskumníci zmenšujú celú štruktúru pridaním kyseliny, ktorá blokuje negatívne náboje v polyakrylátovom géli tak, že už viac neodpudzujú a spôsobujú kontrakciu gélu, čím sa už môžu objekty zmenšiť. Pritom sa zachová zvýšené rozlíšenie. Takto sa vytvoria objekty aj v objeme okolo 1 mm³ s rozlíšením 50 nanometrov, pri asi 1 cm³ je rozlíšenie asi 500 nanometrov.

Reklama

Takáto technológia by sa mohla využiť napríklad pre špecializované šošovky, ktoré by mohli byť použité na štúdium základných vlastností svetla. Táto technika môže tiež umožniť výrobu menších lepších šošoviek pre aplikácie, ako sú kamery pre mobilné telefóny, mikroskopy alebo endoskopy. V budúcnosti vedci tvrdia, že tento prístup by mohol byť použitý na budovanie nanorozmernej elektroniky alebo robotov.

 

Pošlite nám tip
Reklama

Odporúčame

Reklama

Varovanie

Vážení čitatelia - diskutéri. Podľa zákonov Slovenskej republiky sme povinní na požiadanie orgánov činných v trestnom konaní poskytnúť im všetky informácie zozbierané o vás systémom (IP adresu, mail, vaše príspevky atď.) Prosíme vás preto, aby ste do diskusie na našej stránke nevkladali také komentáre, ktoré by mohli naplniť skutkovú podstatu niektorého trestného činu uvedeného v Trestnom zákone. Najmä, aby ste nezverejňovali príspevky rasistické, podnecujúce k násiliu alebo nenávisti na základe pohlavia, rasy, farby pleti, jazyka, viery a náboženstva, politického či iného zmýšľania, národného alebo sociálneho pôvodu, príslušnosti k národnosti alebo k etnickej skupine a podobne. Viac o povinnostiach diskutéra sa dozviete v pravidlách portálu, ktoré si je každý diskutér povinný naštudovať a ktoré nájdete tu. Publikovaním príspevku do diskusie potvrdzujete, že ste si pravidlá preštudovali a porozumeli im.

NAŽIVO

19:04

Vo štvrtok skoro ráno sa na ulici v rímskej štvrti Quadraro vytvorila diera v zemi s priemerom a aj hĺbkou desať metrov, ktorá pohltila dve zaparkované autá, informovali talianske médiá s odvolaním na miestnu políciu.

19:04

Ruský prezident Vladimir Putin šíri propagandu, ak tvrdí, že Moskva zostrelí akúkoľvek stíhačku F-16 dodanú Ukrajine Západom, dokonca aj na letiskách NATO, vyhlásil vo štvrtok taliansky minister zahraničných vecí a vicepremiér Antonio Tajani.

18:59

Britské múzeum vo štvrtok oznámilo, že jeho novým riaditeľom sa stal historik umenia Nicholas Cullinan. Vo funkcii nahradil Hartwiga Fischera, ktorý odstúpil po tom, čo sa ukázalo, že v múzeu došlo k sérii krádeží.

18:38

Zakladateľ skrachovanej burzy kryptomien FTX Sam Bankman-Fried pôjde na 25 rokov do väzenia, rozhodol vo štvrtok americký súd. Očakáva sa, že sa Bankman-Fried proti rozsudku odvolá.

18:37

Pápež František vo štvrtok umyl a pobozkal nohy 12 väzenkyniam v rímskej väznici Rebibbia. Išlo o súčasť obradov Zeleného štvrtka.

18:36

Najdôležitejšie bilaterálne otázky a aktuálne medzinárodné politické záležitosti boli hlavnými témami štvrtkového telefonického rozhovoru maďarského prezidenta Tamása Sulyoka s izraelským prezidentom Jicchakom Hercogom,

18:33

Biely dom vo štvrtok označil tvrdenia ruských predstaviteľov o útoku islamistických teroristov na koncertnú sálu pri Moskve za rozširovanie “nezmyslov”. Reagoval na pokus spojiť útok s Ukrajinou.

18:14

Obyvatelia Slovenska plánujú v rámci príprav na veľkonočné sviatky minúť priemerne 97,1 eura. Najviac peňazí majú v úmysle minúť ľudia, ktorí si ich spájajú s kresťanskými tradíciami, ako aj staršie generácie a obyvatelia Prešovského kraja. Vyplýva to z aktuálneho online prieskumu agentúry NMS Market Research, na ktorom sa zúčastnilo 1030 respondentov.

18:13

Dvaja ľudia zahynuli po páde do Atlantického oceánu na severnom pobreží Španielska, oznámili vo štvrtok záchranné služby autonómneho spoločenstva Astúria. Ďalšie dve osoby prišli o život v Katalánsku.

18:12

Vo veku 90 rokov zomrel v stredu psychológ Daniel Kahneman, ktorý v roku 2002 získal Nobelovu cenu za ekonómiu.

18:12

Ruské vojenské lietadlo sa vo štvrtok zrútilo do mora pri polostrove Krym. Pilotovi sa podarilo katapultovať.

17:59

Francúzske úrady rozmiestnia počas veľkonočných sviatkov pred všetky katolícke a protestantské kostoly príslušníkov bezpečnostných síl. Reagujú tak na minulotýždňový útok v Moskve.

Zobraziť všetky

NAJČÍTANEJŠIE










Reklama

NAJNOVŠIE










Reklama
Reklama

NAJNOVŠIA KARIKATÚRA

POČASIE NA DNES

NAJNOVŠIE ROZHOVORY

NAJNOVŠIE Z DOMOVA

NAJNOVŠIE ZO ZAHRANIČIA

NAJNOVŠIE ZO ŠPORTU

NAJNOVŠIE ZO SVETONÁZORU

FOTO DŇA

Veľké vlny na pláži Nazare v Portugalsku

Autor: TASR/AP-Michael Probst

Facebook icon

Vážení čitatelia, prosíme vás, aby ste sa prihlásili na našu novú facebookovú stránku. Facebook nám totiž zmazal niektoré účty, ktoré starú stránku spravovali

Reklama
Reklama

Blog - redakcia Hlavných správ nezodpovedá za obsah blogerských príspevkov

Viktor Pondělík

Miro Majerník

Pavel Jacz

Vanda Rybanská

Pavol Lemko

Reklama
Facebook icon

Vážení čitatelia, prosíme vás, aby ste sa prihlásili na našu novú facebookovú stránku. Facebook nám totiž zmazal niektoré účty, ktoré starú stránku spravovali