互补DNA链晶体受损后加水可恢复

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据最新一期《自然》杂志报道，美国西北大学研究人员发现了胶体晶体的一种不为人知的特性，即高度有序的纳米颗粒三维阵列。
该团队设计了具有互补DNA链的胶体晶体，并发现脱水会使晶体皱缩，从而破坏DNA氢键。但当研究人员加水时，晶体会在几秒钟内反弹到原始状态。
这项新研究描述了胶体晶体结构改变后发生的形状记忆，这种记忆在其他类型的晶体中是无法获得的。作为对外界刺激的反应，这些新材料的可逆结构变化可能导致相关的动态功能变化，使其能在化学和生物传感、光学和柔性机器人方面派上用场。
研究人员称，变形后的晶体在分解后会有完全不同的性质。但DNA会回溯它的步骤。“想象一下，如果一所房子被飓风摧毁了，但风暴过去后，每一根钉子和木板都回到了原来的位置，这基本上等同于这些晶体在纳米尺度上所发生的事情”。
这种新特性是一种“具有形状记忆的超弹性”，它由粒子相互连接的DNA的特定序列控制，并影响物体的结构和可压缩性。由于晶体的可塑性，它可分解，然后又重新结合在一起。这些晶体的形状记忆特性可用在微型流体设备的流量传感器以及化学和生物分子的检测器中，也可能用于制造能够承受异常损伤并反弹到原始状态的材料。
研究人员说：“这些晶体中的DNA代码引导它们回到原来的状态。这种能力可帮助控制化学反应和创造新的光开关类别，其中‘开’是传统的晶体，而‘关’是变形的晶体，由流量和力的微小变化触发。”