دکتر سید سلمان فاطمی

فیزیک دان ها کشف کردند چگونه ذرات، با هم جمع می شوند.

گروهی از فیزیکدان ها کشف کرده اند چگونه مولکول های DNA دی ان ای، خود را سازمان میدهد تا در پاسخ به دستورات جمع شدن و پیوند، به لکه های چسبنده بین ذرات تبدیل شوئد. یافته های آنها مدارکی برای ایجاد روشی خلاقانه پیشنهاد میدهد تا موادی را در ارتباط و پیوند کاملا مشخص بین ذرات ایجاد کند.
این پژوهش در پیشرفت های آکادمی بین المللی علوم ثبت شده است.
جاسنا بروجیک پروفسور بخش فیزیک دانشگاه نیویورک و یکی از محققان مقاله میگوید: ما نشان می دهیم که میتوان به ذرات، برنامه داد تا ساختارهای مناسب با خصوصیات سفارشی و معین بسازند... وقتی جرثقیل، دریل و چکش در بنای ساختمان، باید به وسیله ی انسان، کنترل شود این کار نشان میدهد چگونه یک نفر میتواند از فیزیک استفاده کند تا مواد هوشمند بسازد که می دانند چگونه با هم پیوند برقرارکنند. (قدرت مدیریت انسان فقط محدود به امور درشت مانند چکش و کلنگ و بیل نیست. بلکه با پیشرفت های وسیع امروز، انسان میتواند ریزترین اجزای کیهان را تحت کنترل خود در بیاورد و با این کار، ساختار ژنهای موجود در بدن خود و دیگر جانداران را تغییر دهد؛اینکه محصول نهایی این فرایندهای پیچیده به نفع انسان باشد یا نه، نیازمند پژوهش های بعدی است.
آنچه مسلم است اینکه قدرت انسان در دستکاری ریزترین اجزای حیات، در صورتی که با موازنه ها و مدیریت دقیق صورت نگیرد به فاجعه ی زیستی منجر شود. در این مورد توصیه میشود به مقاله ی CRISPR یا قیچی ژنتیکی: تهدید یا فرصت؟ در همین کانال مرجعه شود..)

دانشمندان سال های طولانی به دنبال وسیله ای برای کنترل مولکول ها بودند تا خودشان با هم پیوند و تجمع برقرار کنند و نیز ابداع های جالبی را بر بسیاری زمینه ها به دست آورده اند. با این همه اندازه گیری هایی- که در آن، ابن ذرات ریز با تعدادی باندهای از قبل برنامه ریزی شده تجمع پیدا میکند- کمتر توسعه یافته است. برای مشخص کردن این، بروجیک و همکاران او آنگوس مک مولن پژوهشگر فیزیک در دانشگاه نیویورک و ساشا هیلجن فیلتپروفسور علم مکانیک و مهندسی در دانشگاه ایلینوزیس و اوربانا چامپین آزمون های زیادی را انجام دادند تا رفتار DNA دی ان ای را در سطوح ذرات، اندازه گیری کنند.

آنها با کار بر سطح میکرو با ذراتی 25/1 ام لکه ی غبار، قطرات ریز را تبدیل به محلول مایع کردند. در اتصال با این قطرات ریز ، پیوند دهنده های دی ان ای وجود داشت. اینها وسایل مولکولی هستند که انتهاهای چسبنده را پردازش می کند و اجازه ی ترکیب و تطبیق را میدهد تا آرایشی از ساختارها ایجاد کند که به وسیله ی پژوهشگران، مورد نظر است. بروجیک بیان میکند: زیبایی این فرایند اینکه ما می توانیم خصوصیات یک ماده ی خاص را برنامه ریزی کنیم. این ماده میتواند الاستیک یا شکننده باشد و قدرت ترمیم خود را در زمان شکسته شدن، داشته باشد و این در زمانی است که اتصالات میتواند به صورت برگشت پذیر ساخته و شکسته شود. سازندگان میتوانند تصمیم بگیرند 5 ذره را در اتصال با یکی دیگر یا ده ذره را که به دو تا دیگرمیچسبد و یا 20 ذره را که به سه مورد دیگر میچسبد .. بسازند. این به تو اجازه میدهد موادی را با نقشه ها و مهندسی خاص بسازی.
https://phys.org/news/2021-11-physicists-particles-self-assemble.html?fbclid=IwAR0GrCDphqxmRGbtRzzolKPletjYSTr4bTVsjXD2VWtiLILZkjbx6lhjsD4
ویدیو نشان میدهد ذره ی آبی در ابتدا به سه ذره ی قرمز متصل میشود و در دمای اتاق خصوصیت و کیفت مناسب را پیدا میکند. طی گرم شدن، آن باندها شکسته میشود ولی طی سرد شدن، ذره، سه پارتنر قرمز را دوباره پیدا میکند. این، نشان میدهد ذره تعداد باندهایی را که می سازد انتخاب میکند. نتایج آنها نشان میدهد باندهای دی ان ای بین ذرات برگشت پذیر هستند و و در روی سطح، بازآرایی پیدا میکند تا کیفیت لازم را پیدا کند.