DNA精確操控碳納米管晶格

科技日報北京8月3日電 （記者劉霞）美國科學家在最新一期《科學》雜誌上發表論文指出，他們利用DNA精確修改碳納米管晶格，使晶格可以按需精確組裝並按預期發揮作用，從而克服了室温超導體研製過程中此前被認為幾乎無法逾越的障礙，有望催生出能徹底改變電子技術的室温超導體。

50多年前，斯坦福大學物理學家威廉·利特爾首次提出室温超導體，但迄今一直未能真正實現。研究人員指出，目前的超導體只能在極高或極低温度下使用，而室温超導體有助研製出超高速計算機，縮小電子設備的尺寸，研製出性能優異的磁懸浮列車，並大幅降低能源使用等。

研究論文合著者、弗吉尼亞大學醫學院的愛德華·埃格曼博士解釋道，實現利特爾超導體的一種可能方法是修改碳納米管晶格。碳納米管是一種空心圓柱體，尺寸非常小。但這種方法面臨一個巨大的挑戰：控制納米管沿線的化學反應，使晶格可以按需精確組裝，並按預期發揮作用。

埃格曼是低温電子顯微鏡（cryo-EM）領域的領軍人物，在最新研究中，他們用到了這一技術。研究團隊提取出DNA，並利用其來指導化學反應。簡而言之，他們利用化學方法在單個分子水平上實現了精確的結構工程構建，組裝出了利特爾室温超導體所需要的碳納米管晶格。埃格曼説：“這項工作表明，利用DNA序列控制相鄰反應位點之間的間距，可以對碳納米管進行精準操控。”

埃格曼説，儘管他們造出的晶格目前尚未進行超導性測試，但它驗證了製造利特爾室温超導體的可能性。而且，他們的DNA引導晶格構建方法有望應用於多個領域，尤其是物理學領域。此外，新研究也表明，生物學領域的方法實際上可以用於解決物理學和工程學領域的問題。