根據最新研究,國際科學團隊成功利用 DNA 自組裝技術,構建出帶有 Moire 干涉圖樣的超晶格奈米結構。這項創新不僅證明 DNA 可作為設計精密奈米結構的可編程材料,也開啟了在量子電子、精密感測器與未來材料科學中的應用潛力。
Moire 圖樣是指當兩個週期性結構以微小角度錯位重疊時所產生的干涉圖案,在物理學與材料科學領域具有高度關注。近年來,科學家發現 Moire 結構可導致新穎的電子性質,例如超導與拓撲態行為,對於量子材料的發展至關重要。然而,要在奈米尺度下精確控制這種重疊結構極具挑戰。
此次突破來自於將 DNA 作為結構模板的高度自組裝能力。研究團隊透過編程 DNA 的序列與配對方式,使其在溶液中自然排列成具特定角度與圖樣的晶格結構,並進一步組合出可控制間距與角度的 Moire 超晶格。這種方法不依賴昂貴或複雜的製程技術,而是運用生物大分子的天然自組能力進行構建。
研究人員指出,這種 DNA 導向的自組結構具有高度可控性與可重現性,且其構建的 Moire 奈米晶格具備良好的電子耦合特性與機械穩定性,對未來開發低能耗電子元件、奈米級感測器與量子計算元件提供了一種可行方案。未來的應用包括分子層級的電子通道設計、溫度或化學變化的極微感測,以及在可編程物質結構上的創新運用。
此項技術的另一優勢在於其可延展性。透過修改 DNA 序列與排列參數,研究人員可以快速生成多種不同晶格構型與材料特性,為材料科學帶來更多元化的設計可能性。


