Designing disordered materials using DNA-coated colloids of bacteriophage fd and gold
Notice bibliographique
Résumé
DNA has emerged as an exciting binding agent for programmable colloidal self-assembly. Its popularity derives from its unique properties: it provides highly specific short-ranged interactions and at the same time it acts as a steric stabilizer against non-specific van der Waals and Coulomb interactions. Because complementary DNA strands are linked only via hydrogen bonds, DNA-mediated binding is thermally reversible: it provides an effective attraction that can be switched off by raising the temperature only by a few degrees. In this article we introduce a new binary system made of DNA-functionalized filamentous fd viruses of ∼880 nm length with an aspect ratio of ∼100, and 50 nm gold nanoparticles (gold NPs) coated with the complementary DNA strands. When quenching mixtures below the melt temperature Tm, at which the attraction is switched on, we observe aggregation. Conversely, above Tm the system melts into a homogenous particulate 'gas'. We present the aggregation behavior of three different gold NP to virus ratios and compare them to a gel made solely of gold NPs. In particular, we have investigated the aggregate structures as a function of cooling rate and determine how they evolve as function of time for given quench depths, employing fluorescence microscopy. Structural information was extracted in the form of an effective structure factor and chord length distributions. Rapid cooling rates lead to open aggregates, while slower controlled cooling rates closer to equilibrium DNA hybridization lead to more fine-stranded gels. Despite the different structures we find that for both cooling rates the quench into the two-phase region leads to initial spinodal decomposition, which becomes arrested. Surprisingly, although the fine-stranded gel is disordered, the overall structure and the corresponding length scale distributions in the system are remarkably reproducible. Such highly porous systems can be developed into new functional materials.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».