인공 분자 제조 방법이 최우수 포스터상 수상

니송보 , IBM Research-취리히

올해 초 ETH Zurich와 IBM Research – Zurich의 과학자들은 Science Advances에 새로운 방법을 발표했습니다. 다양한 유형의 마이크로스피어, 즉 대략 박테리아 크기인 직경 1마이크로미터의 작은 원형 입자로 인공 분자를 제작합니다. 작지만 과학자들은 이 미세한 물체가 언젠가는 마이크로 로봇, 광자학 및 기초 생화학 연구에 사용될 수 있다고 믿습니다.

이 연구에 초점을 맞춘 과학자 중 한 명은 취리히에 있는 IBM 연구소의 예비 박사이자 ETH Zurich에서 공부하고 있는 Songbo Ni입니다. 오늘 그는 Royal Chemistry Society의 Faraday Discussions 컨퍼런스에서 "Programmable Assembly of Colloidal Molecules"로 최우수 포스터상을 수상했습니다.

나는 Songbo와 그의 연구에 대해 논의하기 위해 자리에 앉았습니다.

다물질 선형 및 비선형 클러스터 크레딧:Science Advances

연구에 대해 설명해 주십시오. 그 중요성은 무엇입니까?

니송보: 우리는 물리적 기상 증착, 시드 중합 등과 같은 기존 방법을 능가하는 하이브리드 콜로이드 물체를 제조하는 방법을 발명했습니다. 이는 일반적으로 단순한 구성과 기하학으로 제한됩니다.

트래핑 사이트의 기하학적 구조를 이해함으로써 동일한 사이트의 특정 위치에 서로 다른 입자를 배치하여 프로그래밍하려는 시퀀스로 고유하고 복잡한 개체를 생성할 수 있다는 것을 알아냈습니다.

구성 요소가 여러 개인 경우 클러스터의 전기적 및 자기적 특성을 활용하여 동시에 여러 가지 방법으로 클러스터를 조작할 수 있습니다. 입자 기술의 추세는 입자를 가능한 한 작게 만드는 것에서 동일한 단위에 더 많은 요소를 함께 사용하는 다기능 입자로 이동했습니다.

콜로이드 분자를 어떻게 조립했나요?

SN: 이 기법은 잘 알려진 커피 얼룩 효과와 몇 가지 공통점이 있습니다.

(커피 한 방울) 증발은 가장자리가 더 강하고 부피가 적습니다. 이것은 내부 액체에서 가장자리로 입자의 흐름을 유도하고 가장자리에 작은 커피 입자를 침전시켜 전형적인 어두운 고리를 형성합니다.

우리는 비슷한 아이디어를 사용했습니다. 구멍이 있는 템플릿에 미세구를 포함하는 물방울을 놓고 물방울을 증발시켜 입자를 전면으로 가져옵니다. 그런 다음 구멍 위로 드롭을 옮겼습니다. 입자는 물의 표면 장력 때문에 우리가 디자인한 구멍에 위치하게 됩니다.

물의 표면장력 현상이 액체를 유지 컵의 측면에 흘리지 않도록 합니다.

당신의 프로젝트에서 찾은 것의 응용 프로그램은 무엇입니까?

SN: 현재 실험은 주로 사람들이 이러한 콜로이드 클러스터를 많은 자연적인 자가 조립 과정을 이해하기 위한 모델로 사용할 수 있는 기초 연구와 관련이 있습니다. 우리의 기술은 실용적인 응용을 위해 다양한 기능성 입자와 함께 사용될 수 있습니다.

예를 들어, 자성 입자를 도입하면 클러스터를 외부에서 조작할 수 있습니다. 약물이 적재된 입자를 더 결합하면 약물 전달에 사용되어 개인 맞춤형 의료를 위해 특정 위치에 약물을 방출할 수 있습니다.

다음 단계는 무엇입니까?

SN: 우리는 여전히 이러한 입자를 조사하면서 방향 의존성을 의미하는 특정 이방성을 프로그래밍하기 위해 다양한 형상의 서로 다른 재료를 결합하는 방법을 보여줍니다. 국부적 등방성은 야누스 촉매 입자 및 세균 편모와 같은 많은 미세 물체의 국부 운동을 담당하는 것으로 잘 알려져 있습니다. 우리는 단일 콜로이드 물체에서 서로 다른 속성을 결합한 다음 외부 에너지 입력이 있는 작은 로봇으로 작동하도록 하는 기능을 탐구하고 있습니다.

다음 결과는 흥미 진진한 것을 약속합니다. 바라건대, 우리는 이러한 입자가 생물 물리학 및 생물 의학 연구에 매우 유용할 수 있는 무작위 수영, 혼합 및 운반체 역할을 하는 방법을 곧 시연하게 될 것입니다.