DNA折纸晶体

单形态多晶相

仅用一种DNA折纸结构单元，通过调节镁离子强度即可实现从简单立方到面心立方等多种晶格和晶体形状的转变，为可调晶体材料开辟新途径。

Dai, Lizhi · Hu, Xiaoxue · Ji, Min · Ma, Ningning · 邢航 · 朱俊杰 · 闵乾昊 · Tian, Ye

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2023

技术优势

一种单元多晶相

同一DNA折纸单元通过变构因子调节结合方式，实现简单立方、简单六方和面心立方晶格，设计成本大幅降低。

晶系也能转变

移除内部纳米颗粒后，从简单六方和面心立方晶格分别得到体心四方和黄铜矿晶格，展示出晶体系统转换的新维度。

罕见晶形现形

观察到六方棱柱晶体、三角面晶体和孪晶，这些形貌此前未通过DNA折纸结晶实验获得。

应用场景

• DNA纳米结构：用单一折纸单元编程晶格对称性，免去为每种结构重新设计DNA序列。
• 可调晶体材料：通过环境离子强度调控相变，获得可调节的晶体性质。
• 光子晶体：晶格和形貌转变可改变光子带隙，用于光调控。
• 纳米制造：提供从溶液自组装构建复杂晶格的可扩展路径。
• 仿生材料：动态调整配位模拟生物矿化中的晶相控制。