科学家们正在积极研究十亿分之一米的金原子团簇（金纳米粒子），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。近日，美国亚利桑那州立大学的研究人员们用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。
亚利桑那州立大学化学家颜浩（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。
每隔一段距离，每个A片就有一段短的单链（称为A15链）伸出DNA表面。这些单链就是被T15覆盖的纳米粒子的束缚点，它们使纳米粒子粘在DNA表面。
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。
但是，科学家看到的现象并不是他们所期望的。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。
谭华海译自：physorg.com网站
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