[發明專利]一種液態金屬材料基因編輯方法

有效

• 申請號: 201610143946.2
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105734518B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 王磊;劉靜
• 申請（專利權）人: 云南科威液態金屬谷研發有限公司
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;C23C14/16
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明涉及材料技術領域，更具體涉及一種液態金屬材料基因編輯方法。

背景技術

基因是一個生物學術語，指的是是具有遺傳效應的DNA片段，它決定了生命的基本構造和性能，儲存著生命的種族、血型、生長、凋亡的信息。生物體的生、老、病、死等都與基因有關。因此，基因具有物質性和信息性雙重屬性。近年來，隨著材料科學的發展，人們通過比擬生物世界的基因，對應提出了材料基因組的問題，其目的是旨在通過不同元素的配對和組合實現新功能材料。這其中，不同元素、組份等都制約了目標材料的特性。

在生物界，最新出現的基因編輯如CRISPR/Cas是指對DNA目標序列進行編輯的操作方法，可以實現對目標基因進行敲除，或是把外源基因敲入到指定位點，也可以利用轉錄因子在轉錄水平上對目標基因的表達水平進行調控，基因編輯技術是研究并利用基因功能的有效手段。CRISPR/Cas技術的發現來源于對細菌自身防御功能的研究，現已成為一種最理想的基因編輯工具。然而，對于非生命體的材料而言，迄今尚未有對應的基因編輯技術被提出，因而在實現特殊功能材料方面仍缺乏相應的技術手段，特別是在液態金屬這一新興領域更是如此。

受生物界基因編輯得啟發，我們可以對液態金屬這一功能材料進行類似基因編輯的操作，在液態金屬基體中嵌入新的原子，從而改變液態金屬的導電、導熱、氧化、腐蝕、流變等性質。離子注入法是目前研究較多的嵌入技術，它是在真空系統中通過高電壓把摻雜劑的離子注入到目標區域，進而顯著改變材料表層的物理化學性能的一種方法。常用的注入原子有：碳、氮、氧、硼、氦、磷、鐵、鋁、鋅、鈷、錫、鎳等，原則上可以是元素周期表上的任何元素，被注入的材料通常為固態，注入深度為1微米以下，等離子體浸沒離子注入(Plasma immersion ion implantation,PIII)是目前常用的一種離子注入技術。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題就是如何對液態金屬進行改性，本發明提供一種液態金屬材料基因編輯方法。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種液態金屬材料基因編輯方法，該方法包括如下步驟：

步驟一：選取液態金屬，將液態金屬置于真空腔室中的樣品臺上，給真空腔室抽真空，真空度為5×10^-4Pa以下，加熱液態金屬使之融化，繼續加熱使融化的液態金屬保持在固定溫度下，并維持靜止狀態；

步驟二：啟動旋轉混勻器，控制樣品臺旋轉或搖擺，帶動熔融的液態金屬轉動或流動；

步驟三：選取產生離子束所需金屬或非金屬，并將其放入離子注入系統中，啟動離子注入系統，由離子注入系統產生金屬或非金屬離子束，并將其引入真空腔室，由離子束向液態金屬表面上的目標區域注入離子。

優選地，所述的液態金屬為熔點低于300℃的低熔點金屬。

優選地，所述的低熔點金屬為為銦、鉍、鎵、銦基合金、鉍基合金、鎵基合金的一種或幾種。

優選地，在步驟二中，所述的旋轉混勻器的構成包括電機、轉軸、偏心軸承、樣品固定板。

優選地，在步驟三中，所述的金屬或非金屬為元素周期表中的任何金屬元素或其合金和/或任何非金屬元素或其化合物。

優選地，所述的金屬或非金屬為鐵、銅、鈦、鎵、鐵合金、銅合金、鈦合金、氮、甲烷的一種或幾種。

優選地，在步驟三中，所述的離子注入系統可為型號EHP220離子注入系統，生產廠家為Varian公司。

優選地，操作所述的離子注入系統的參數為：離子能量為10-200KeV，到靶束流為0.1-10mA，真空度為5×10^-4-3×10^-5Pa。

本發明還提供了所述液態金屬材料基因編輯方法所制得的基因編輯液態金屬材料。

(三)有益效果

本發明提供了材料基因編輯的技術思想和途徑，可由此精細調控目標材料的物理化學特性。本發明拓展了液態金屬的研究范圍，可以在原子層面上通過金屬、非金屬甚至是氣體原子的摻入對液態金屬電學、熱學、流變、氧化等性能的調控，以及研究液態金屬原子或原子團簇與外來原子的相互作用。有助于拓展液態金屬的應用領域，例如，可以將改性后不易氧化的鎵基合金用作制冷工質。低熔點金屬的液態改性相對于高熔點金屬(如1000℃以上)來說更易實現，且可對高熔點金屬的性能研究提供參考。

附圖說明