Ключи и замки отыскали друг друга в микромире

Как сообщают в пресс-релизе исследователи из Нью-Йоркского университета, образующиеся между "ключами" и "замками" связи по своим свойствам не являются химическими и допускают обратимость процесса.

Примеры структур, образуемых частицами (иллюстрация Nature).

Так опыты показали, что группы частиц, диаметр которых варьируется от 100 нанометров до 1 микрометра, легко разрушаются и вновь собираются при изменении температурных условий. Ещё один ролик иллюстрирует это явление.

"Следует заметить — связи в подобных структурах получаются гибкими, что можно использовать, к примеру, при конструировании движущихся частей микромашин", — говорит Стефано Саканна (Stefano Sacanna), главный автор статьи, опубликованной на этой неделе в Nature.

Выемки на поверхности "замков" легко позволяют нескольким частицам этого типа присоединяться к "ключу" (иллюстрация Nature).

Нынешняя разработка — пока лишь прообраз возможных футуристических вариантов развития технологии. Хотя собирать сложные структуры из наночастиц учёные начали не вчера, таких изящества и автономности технология достигла, пожалуй, впервые.

Один "ключ" может входить сразу в несколько "замков" (в ролике ниже – пример, где их три), число же сгруппированных частиц варьируется путём изменения размеров "ключа".

И это далеко не предел — в скором времени специалисты планируют изготовить более сложные "замки" с несколькими углублениями.

Важная составляющая всей системы – выбранный в качестве добавки к раствору термочувствительный полимер, который и отвечает за притяжение между оказавшимися вблизи частицами. Он выходит из уменьшающегося зазора между лункой и выступом, и словно подталкивает "ключи" к "замкам" (иллюстрация Laura Rossi).

Из недавних экспериментов такого рода можно вспомнить подробно описывавшиеся нами шкатулки из ДНК. Тогда, чтобы длинные цепи генома собрались в нужную форму, исследователи использовали естественную "тягу" этих молекул к формированию двойных спиралей и скручиванию участков цепи. Для этого учёные создали целую программу, автоматически составлявшую последовательность генетических "букв", исходя из формы будущего изделия. Новая же работа показывает гораздо более простой путь построения сложных запрограммированных форм микрометрового масштаба.