16、具有识别能力的功能纳米材料设计与高效DNA聚合物图灵通用计算

具有识别能力的功能纳米材料设计与高效DNA聚合物图灵通用计算

1. 功能纳米材料设计

在纳米材料的研究领域，具有识别能力的功能纳米材料的设计是一个重要的方向。研究人员构建了一种由功能分子和碱基对组成的新型纳米材料。

1.1 材料特性研究

• 熔解温度（Tm） ：图7展示了16种组合的Tm，包括4种完全匹配的双链和12种错配的双链。大多数错配双链的Tm比完全匹配的双链低10°C以上。这一结果表明，碱基对的匹配程度对双链的稳定性有着显著影响，完全匹配的双链具有更高的稳定性，能够在更高的温度下保持双链结构。
• 光响应性 ：两种基序（Azo - Azo配对基序和链间楔入基序）都表现出高的光响应性，这使得双链形成能够实现完全的光控开关。这种光响应性为纳米材料的应用提供了新的可能性，例如可以通过光来精确控制双链的形成和断裂，实现对纳米结构和纳米器件功能的调控。
• 兼容性 ：实验结果再次证明，偶氮苯部分与碱基对具有出色的兼容性，而D - 苏氨醇与磷酸二酯骨架中的D - 核糖也具有良好的兼容性。这种兼容性使得这些分子能够有效地组合在一起，形成稳定的纳米结构，为构建具有特定功能的纳米材料提供了基础。

1.2 纳米材料的优势与应用前景

• 稳定性与特异性 ：对于Azo - Azo配对基序，即使偶氮苯部分与碱基对的比例为2:1时，也能形成具有高特异性的稳定双链。这是由于疏水偶氮苯之间以及偶氮苯与碱基对之间的强堆积效应，使得双链结