布朗大学研究小组的工程师利用DNA的编码能力，在纳米碳管末端成功产生了氧化锌纳米线。刊载于《纳米技术》杂志的这项研究是首次运用DNA技术来指导复合纳米线的装配和生长。
这种新型的纤细结构在机械压力下能用于发光、发电。该纳米线的光学和电力学特性能广泛应用于医学诊断、安全传感器,光学纤维、计算机网络线路。
“运用DNA装备纳米线是把分子生物学当作工具的第一步，”布朗大学工程系研究生Adam Lazareck说，“如果想制造什么东西，目光不妨转向大自然。运用DNA我们可以得到皮肤、海贝壳等等。”
Lazareck在Jimmy Xu的实验室工作，Xu是工程学和物理学教授，及该研究的带头人。这项工作是“自上而下”纳米工程学的一个范例。工程师们运用生物分子来进行装备工作，而并没有将材料铸造或雕刻成更小的元件如计算机线路等。在适当的化学条件下，分子机械如感光蛋白质或病毒能够用来生产微设备和材料。
在这项工作中，工程师和科学家们采取“自上而下”的方法，进一步成功运用了DNA为这种自我装备提供说明。Xu的实验室生成的这种新型结构是首次运用DNA指导纳米材料的自我装配和合成。
Xu的实验室是世界上首次成功制备纳米碳管的统一射线。Lazareck及其布朗大学和波士顿学院的合作伙伴建立了这个平台以制备相关结构。他们在氧化铝薄膜上制造了亿万个相同直径和高度的纳米碳管射线。在碳管末端，他们引入了一小段DNA片段。
“该段合成的DNA片段携带15个编码基因。之所以选中它，是因为其只吸引另一个由15个不同编码基因组成的互补片段。这第二个DNA序列装配有金色的纳米颗粒，作为化学传递系统，并带有DNA的互补片段。为制造纳米线，研究小组把射线放在600°C的熔炉里，并填加了砷化锌。结果，氧化锌线大约有100-200纳米长。
研究小组还进行了对照实验—将金色的纳米颗粒掺入到没有DNA的射线中，或运用末端没有DNA的纳米碳管，结果发现极少有DNA序列附着，而且不能用于制备纳米线。Lazareck介绍道，问题的关键在于DNA杂交，这一过程能将单链、互补的DNA变成双链DNA。
“DNA具有特异性，能提供无与伦比的教学手册。”Lazareck说，“DNA链仅与其互补链结合。利用这个生物学特性，我们能得到精密的机械。这种性能有许多用途。”
“我们将看到新一代纳米材料的问世，”
论文的第一作者Xu说，“许多实验室都在研究自我装配。而且他们正在制造美妙而简单的结构。传递信息—指示代码—和制造复杂材料的方式正在被人们遗忘。”
研究生Teng-Fang Kuo同Xu实验室的前两个研究生—波士顿学院的Bradford Taft和特拉华州大学的Sylvain Cloutier都是布朗研究小组的一份子。波士顿学院的化学教授Shana Kelley也参与了这项实验。
科学研究空军办公室、海军研究办公室、高级防御工程研究处和加拿大国家科学和工程委员会资助了这项研究。
王洵译自：sciencedaily
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