DNA精准自组装调控纳米光子学及信息处理
发布时间: 2018-10-17     浏览次数: 13

报告题目:DNA精准自组装调控纳米光子学及信息处理

报告人:柳华杰教授

时间:2018-10-17  15:30

地点:教五413大会议室

主办单位有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地

报告人简介:

柳华杰,同济大学教授。先后毕业于同济大学化学系与国家纳米科学中心,在丹麦奥胡斯大学化学系/iNANO中心从事博士后研究,目前在同济大学化学科学与工程学院工作。先后入选上海市“浦江人才”计划、中科院青年创新促进会优秀会员、及获得国家优秀青年科学基金资助。研究工作主要围绕DNA自组装过程精准调控这一核心,从组装机制角度出发,分别从热力学调控、动力学调控及功能化调控三个方面对DNA分子的自组装过程进行了深入研究,解决了组装效率优化方面的一些关键问题,并以此为基础,建立了具有人工限域环境的DNA纳米反应器,实现了基于DNA的光子学性质调控、信息处理等应用,为进一步构建多功能集成的DNA器件提供基础。


摘要:

        基于具有分子水平精准性的DNA碱基配对原理,通过程序化自组装"自下而上"构建纳米结构与器件,并进行性能的精确调控,为探索精准纳米制造提供了新的思路。一方面,我们提出了一种用高级DNA折纸术模板定位组装大粒径纳米金颗粒,构建具有表面等离子体光子学特性结构的通用方法[1]。鉴于其形状多样性及纳米可寻址性,DNA纸术是定位组装金属纳米颗粒的优秀模板。我们以此实现了贵金属纳米阵列结构的精准定制,并验证了其独特的表面等离子体光子学特性。另一方面,我们通过对DNA序列的精确设计,借助程序化的自组装过程,实现了在纳米尺度上对信息处理过程的调控。例如,采用模块化思路,通过对复杂自组装过程的分步级联,提高了自组装效率与准确度,从而构建了基于"查找表"原理的DNA数字计算器[2]。此外,通过对纳米尺度信息传输的精准限域,构建了具有强大平行运算能力的DNA纳米机器系统,并以此解决了计算领域的迷宫问题[3]。


Ref.:

[1] Y. Zhang, et al. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 8036.

[2] H. Liu, et al. Nat. Commun., 2015, 6, 10089.

[3] J. Chao, et al. Nat. Mater., 2018, DOI: 10.1038/s41563-018-0205-3, in press



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