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旋转等离子体纳米时钟

DOI：10.1038/s41467-019-13444-3 期刊：Nature Communications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 纳米光子学面临的核心挑战之一在于实现对纳米尺度光学元件的精准控制。其精确的时空排布决定了元件间的相互作用与集体行为。为此，DNA纳米技术被用作前所未有的工具，用以构建具有卓越空间可寻址性与时间可编程性的纳米光子器件。然而当前大多数DNA组装的纳米光子器件仅能在随机状态或极少数预设状态间重构。本研究展示了一种DNA组装的旋转等离激元纳米时钟系统：其中转子金纳米棒能相对于定子金纳米棒实现定向且可逆的360°旋转，在DNA燃料驱动下可在16种明确构型间转换。该全周旋转过程通过光谱技术实时监测。我们进一步证实了由DNA酶- RNA相互作用驱动的等离激元纳米时钟自主旋转。此类组装方法为完全自下而上构建先进纳米光子系统开辟了可行途径。
作者： Ling Xin，Chao Zhou，Xiaoyang Duan，Na Liu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

展示一种由DNA组装的旋转等离子体纳米时钟，该时钟能够实现定向且可逆的360°旋转，在16种明确构型间通过DNA燃料驱动进行转换，并探索由DNA酶-RNA相互作用驱动的自主旋转。

研究成果

该研究成功展示了一种由DNA组装的旋转等离子体纳米时钟，能够实现精确且可逆的360°旋转。这种由DNA酶-RNA相互作用驱动的自主旋转，标志着向动态纳米光子系统迈出了重要一步。未来研究可探索将这些系统与其他纳米级光学元件集成以实现更强大的功能。

研究不足

该研究受限于DNA折纸组装的精度和DNA驱动旋转的效率。自主旋转系统的方向性和效率仍有进一步优化的空间。

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