美國科學(xué)家1月31日表示，他們借助DNA鏈成功地獲得了由金納米粒子構(gòu)成的3維晶體結(jié)構(gòu)，在新出版的《自然》雜志封面文章中，科學(xué)家稱，利用該技術(shù)能構(gòu)建各種具有特殊性質(zhì)的晶體物質(zhì)，并可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、光學(xué)、電子或催化領(lǐng)域。
　　大多數(shù)的寶石，如鉆石、紅寶石和藍(lán)寶石皆為晶體物質(zhì)。在每種晶狀結(jié)構(gòu)中，各個(gè)原子都處在精準(zhǔn)的位置，這賦予了該類物質(zhì)獨(dú)特的性質(zhì)。比如鉆石的硬度及折射特性就是源于其結(jié)構(gòu)中每個(gè)碳原子所處的精準(zhǔn)位置。
　　美國西北大學(xué)研究小組科學(xué)家通過將合成DNA的雙鏈附著上金納米粒子，獲得了兩種普通但又極具差異的晶體結(jié)構(gòu)。在兩種晶體結(jié)構(gòu)中，金納米粒子取代了原晶體結(jié)構(gòu)中的原子。科學(xué)家表示，每條鏈中DNA片段的不同是導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生差異的原因，而結(jié)構(gòu)的差異使得兩種晶體具有不同的特性。
　　研究小組負(fù)責(zé)人為查德?米爾金教授和喬治?夏茨教授。米爾金是美國西北大學(xué)國際納米技術(shù)研究所主任，他將晶體的形成比喻為建筑樓房。利用磚塊、木材和墻板等基本材料，建筑隊(duì)可以建造出不同類型的房屋。在研究小組的工作中，DNA控制金納米粒子在晶體結(jié)構(gòu)中的位置，并使其以某種功能性的方式來排列這些顆粒。在沒有人的干預(yù)下，DNA自主完成了所有的工作。
　　利用由阿貢國家實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)的光子源同步加速器所產(chǎn)生的超強(qiáng)X射線并輔以計(jì)算機(jī)模擬，研究小組對這些結(jié)晶體進(jìn)行了影像學(xué)研究，確定整個(gè)晶體結(jié)構(gòu)中各個(gè)粒子的準(zhǔn)確位置。他們發(fā)現(xiàn)，最終的晶體中有大約100萬個(gè)金納米粒子。米爾金說：“作為納米科學(xué)家，我們現(xiàn)在更接近了一個(gè)夢想，即了解如何將每種物質(zhì)分解成基礎(chǔ)的組建模塊（對我們來說就是納米粒子），并將它們重新組裝成我們所需的擁有特定性質(zhì)的各種結(jié)構(gòu)。”
　　目前，研究小組僅使用一種組建模塊，即金納米粒子。然而，隨著利用DNA鏈構(gòu)建新晶體的技術(shù)不斷發(fā)展，人們可以利用眾多不同大小的組建模塊，而這些組建模塊可以具有不同的成分（如金、銀及熒光粒子）及不同的形狀（如球體、桿狀體、立方體及4面體）。此外，控制每個(gè)納米粒子之間距離的長短也是決定該結(jié)構(gòu)功能的關(guān)鍵。米爾金表示：“人們一旦精于此道之后，便可構(gòu)建任何想要的東西。”