碳纳米管晶格

深蓝色的畅想

美国科学家在最新一期《科学》杂志上发表论文指出，他们利用DNA精确修改碳纳米管晶格，使晶格可以按需精确组装并按预期发挥作用，从而克服了室温超导体研制过程中此前被认为几乎无法逾越的障碍，有望催生出能彻底改变电子技术的室温超导体。

50多年前，斯坦福大学物理学家威廉·利特尔首次提出室温超导体，但迄今一直未能真正实现。研究人员指出，目前的超导体只能在极高或极低温度下使用，而室温超导体有助研制出超高速计算机，缩小电子设备的尺寸，研制出性能优异的磁悬浮列车，并大幅降低能源使用等。

研究论文合著者、弗吉尼亚大学医学院的爱德华·埃格曼博士解释道，实现利特尔超导体的一种可能方法是修改碳纳米管晶格。碳纳米管是一种空心圆柱体，尺寸非常小。但这种方法面临一个巨大的挑战：控制纳米管沿线的化学反应，使晶格可以按需精确组装，并按预期发挥作用。

埃格曼是低温电子显微镜（cryo-EM）领域的领军人物，在最新研究中，他们用到了这一技术。研究团队提取出DNA，并利用其来指导化学反应。简而言之，他们利用化学方法在单个分子水平上实现了精确的结构工程构建，组装出了利特尔室温超导体所需要的碳纳米管晶格。埃格曼说：“这项工作表明，利用DNA序列控制相邻反应位点之间的间距，可以对碳纳米管进行精准操控。”

埃格曼说，尽管他们造出的晶格目前尚未进行超导性测试，但它验证了制造利特尔室温超导体的可能性。而且，他们的DNA引导晶格构建方法有望应用于多个领域，尤其是物理学领域。此外，新研究也表明，生物学领域的方法实际上可以用于解决物理学和工程学领域的问题。