Siempre ha sido el Santo Grial de la ciencia de los materiales describir y controlar la relación estructura-función del material. Las nanopartículas son una clase atractiva de componentes para ser utilizados en materiales funcionales porque exhiben propiedades dependientes del tamaño, como el superparamagnetismo y la absorción plasmónica.de luz. Además, controlar la disposición de las nanopartículas puede dar como resultado propiedades imprevistas, pero tales estudios son difíciles de llevar a cabo debido a los enfoques limitados y eficientes para producir nanoestructuras tridimensionales bien definidas.
Según los científicos del Grupo de Materiales Biohíbridos de la Universidad de Aalto, Finlandia, dirigido por el Prof. Mauri Kostiainen, las propias nanopartículas cargadas de la naturaleza jaulas de proteínas y virus pueden utilizarse para determinar la estructura de los nanomateriales compuestos.
Los virus y las proteínas son partículas modelo ideales para usar en la ciencia de los materiales, ya que están codificados genéticamente y tienen una estructura atómicamente precisa. Estas partículas biológicas bien definidas se pueden usar para guiar la disposición de otras nanopartículas en una solución acuosa.En el presente estudio, los investigadores muestran que la combinación del virus del mosaico del tabaco nativo con nanopartículas de oro de forma controlada conduce a cables de superredes de proteínas de metal.
"Inicialmente estudiamos aspectos geométricos de la ingeniería de superredes de nanopartículas. Presumimos que la relación de tamaño de nanorods con carga opuesta virus TMV y nanoesferas nanopartículas de oro podría usarse eficientemente para controlar la geometría de superredes bidimensional.capaz de demostrar esto. Aún más interesante, nuestra caracterización estructural reveló detalles sobre los mecanismos de ensamblaje cooperativo que se desarrolla de manera similar a una cremallera, lo que conduce a cables de superredes de alta relación de aspecto ", dice Kostiainen." Controlar el hábito macroscópico de autocontrollos nanomateriales ensamblados están lejos de ser triviales ", agrega.
potencial de cables para formar nuevos materiales
Los resultados mostraron que las interacciones a nanoescala realmente controlan el hábito macroscópico de los cables de superredes formados. Los investigadores observaron que los cables macroscópicos formados experimentan un giro helicoidal derecho que se explica por la atracción electrostática entre el virus TMV de patrón asimétrico y el opuesto.nanopartículas esféricas cargadas. Como las nanoestructuras plasmónicas afectan eficientemente la propagación de la luz, la torsión helicoidal dio como resultado propiedades ópticas asimétricas dicroísmo circular plasmónico del material ". Este resultado es innovador en el sentido de que demuestra que las estructuras macroscópicas y las propiedades físicas puedense determinará mediante la nanoestructura detallada, es decir, la secuencia de aminoácidos de las partículas virales. La ingeniería genética se ocupa habitualmente del diseño de la secuencia de aminoácidos de las proteínas, y es cuestión de tiempo cuando el hábito macroscópico es similar o incluso más sofisticado y las propiedades de función-estructurase demuestran por unb-initio diseñó jaulas de proteínas ", explica el Dr. Ville Liljeström, quien trabajó en el proyecto durante tres años de sus estudios de doctorado.
El grupo de investigación demostró una prueba de concepto que muestra que los cables de superredes pueden usarse para formar materiales con propiedades físicas controladas por campos externos. Al funcionalizar los cables de superredes con nanopartículas magnéticas, los cables podrían alinearse mediante un campo magnético.De esta manera, produjeron películas polarizantes plasmónicas. El propósito de la demostración fue mostrar que el autoensamblaje electrostático de nanopartículas puede usarse potencialmente para formar materiales procesables para futuras aplicaciones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Aalto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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