Den naturlige verden er full av kurver og tre dimensjoner, men evnen til å bevisst og rasjonelt konstruere slike komplekse strukturer ved hjelp av nanoskala byggeklosser har unngikk nanotechnologists som er ivrige etter å legge buede strukturer til verktøykasse deres. Nå har et team av Northwestern University kjemikere rapporterer at de har funnet måter å konstruere nanoskala byggeklosser som settes sammen til flat eller buet strukturer med en høy grad av forutsigbarhet, avhengig av arkitektur og sammensetningen av byggesteinene. Resultatene er publisert i 16 januar nummer av tidsskriftet Science. Bruk hybrid nanorods bestående av segmenter av gull og gjennomføre polymerer som deres byggesteiner, skapte forskerne en rekke uvanlige strukturer, inkludert bunter, ark og rør av varierende diameter. Den ekstraordinære kontroll som de var i stand til å demonstrere over prosessen holder løftet for å bygge nye og kraftige levering av legemidler, elektroniske kretser, katalysatorer og lys-høsting materialer. "Vi prøver å etterligne selve livet," sier Chad A. Mirkin, direktør ved Northwestern institutt for nanoteknologi, som ledet forskerteamet. "Mye som proteiner som må kaste inn i komplekse strukturer for å fungere ordentlig, har vi utviklet nye materialer som også danner komplekse strukturer gjennom prosessen av selv-montering." Mirkin og hans team gjorde ulike strukturer ved å variere diameteren på gull-polymer stenger eller justere forholdet mellom polymer segment til gull segmentet i stengene. Begge metodene bør sette forskere å designe strukturer med interessante elektroniske og optiske egenskaper. "Vi oppdaget også at alumina maler vi brukt til å bygge stengene i utgangspunktet er viktig å veilede monteringen prosessen," sier Mirkin, også George B. Rathmann professor i kjemi. "Uten orientering malen gir, gjør at stengene ikke danner bunter, duk eller rør." Den nanorods ble gjort av den sekvensielle avsetning av gull og ledende polymer inn i porene i en aluminium mal. Etter at gull-polymer stenger ble syntetisert, var malen oppløst, slik at stengene parallelt til hverandre, gull ende til gull ende og polymer ende til polymer ende. Den sterke interaksjoner mellom polymer ender bygget stress, forårsaker kurver til form. I et påfølgende eksperiment, observerte forskerne at selv-montering ikke skje når stengene ble tilfeldig fordelt i løsning. "Forskningen viser tydelig at noen unaturlig byggesteiner, slik som gull-polymer stenger, trenger bistand for å danne høyere bestilt strukturer," sa Mirkin. "Dette betyr at når vi arbeider med byggeklosser som er større enn molekyler, men mindre enn makroskopiske gjenstander, bør vi vurdere byggematerialer i en helt ny måte - ved hjelp av maler for å hjelpe monteringen prosessen og redusere det store antallet montering pathways potensielt tilgjengelig for byggesteinene ". |