金纳米粒子

颗粒直径为十亿分之一米的金原子团簇。因为它能够在从癌症药物携带者到数字资料存储器的很广泛的领域内得到应用。但是很多应用，尤其是电子学上的应用都需要把金纳米粒子排列成有序阵列，这是很难达到的。2006年3月前后，美国亚利桑那州立大学的华人科学家们宣布，他们用DNA链做成的格子为模板，把金纳米粒子排成了非常整齐的图案。化学家颜浩（音译）说：“纳米粒子的集团性质非常依赖于它们组成集团的方式。使粒子间距均匀尤为重要，但是同时这又是很难达到的。现在，我们利用DNA链上的格子毫不费力的就把纳米粒子沉降成整齐的排列团。”颜浩和他的研究小组采用的金纳米粒子直径为五纳米，这种纳米粒子并不是裸粒子，它们的表面包裹着上了一层称为T15序列的DNA碎片，这些碎片像手臂一样从金纳米粒子上伸出来。科学家们然后把这些纳米粒子沉降到两片十字形排列的DNA片上，分别是“A片”和“B片”，它们交替排列紧密结合在一起就形成了DNA格子。这种结构使得金纳米粒子能够自排列成正方形图案——每个纳米粒子都粘在A片上，而且粒子间距都非常均匀，约为38纳米。研究小组已经用功能强大的成像设备原子力显微镜证实了他们的结论。颜浩说：“我们很高兴看到金纳米粒子排列成非常规则的正方形图案，但是这不是我们所预期的。如果你用九个DNA片画出一个正方形，我们希望有五个粒子能够在上面排成正方形——四个角落和中间各一个。但是我们观察到的图案中没有中间的那一个粒子。”科学家们猜测这可能是由T15序列层造成的，T15序列会增大每个纳米粒子的直径，而且使每个粒子带有很强的负电。所以如果把纳米粒子排列得太紧密的话，它们就会相互排斥，从而限制粒子间可以达到的最小距离。而中间的那个粒子会破坏这个约束，所以它不能存在。接下来的研究工作中，颜浩和同事们想用同样的排列方法构造更复杂的纳米粒子阵列，比如更紧凑或者不同形状的图案。