Nye geometrier:Forskere skaber nye former for kunstige mikrokamre

(Phys.org) - I naturen, biologiske funktioner udføres ofte i bittesmå beskyttende skaller kendt som mikrorum, strukturer, der giver hjem til enzymer, der omdanner kuldioxid til energi i planteceller og til vira, der replikerer, når de kommer ind i cellen.

De fleste af disse skaller spænder i en icosahedron -form, danner 20 sider, der giver mulighed for høj grænseflade med deres omgivelser. Men nogle skaller-som dem, der findes i den encellede Archaea eller enkle, saltelskende organismer kaldet halofiler-bryder i trekanter, firkanter, eller ikke-symmetriske geometrier. Selvom disse alternative geometrier kan synes enkle, de kan være utroligt nyttige i biologi, hvor lav symmetri kan oversætte til højere funktionalitet.

Forskere ved Northwestern University har for nylig udviklet en metode til at genskabe disse former i kunstige mikrokamre, der er skabt i laboratoriet:ved at ændre surheden i deres omgivelser. Resultaterne kan føre til designet mikroreaktorer, der efterligner funktionerne af disse cellebeholdere eller leverer terapeutisk materiale til celler på bestemte målrettede steder.

"Hvis du vil designe en meget smart kapsel, du laver ikke en kugle. Men måske skulle du ikke lave en icosahedron, enten, "sagde Monica Olvera de la Cruz, Advokat Taylor Professor i materialevidenskab og teknik, Kemi, og (ved høflighed) Kemisk og biologisk teknik ved Northwestern's McCormick School of Engineering og en af ​​papirets forfattere. "Det, vi begynder at indse, er måske, at disse lavere symmetrier er smartere."

For at oprette de nye skalgeometrier, forskerne samlede modsat ladede lipider med variable ioniseringsgrader og modificerede eksternt den omgivende elektrolyt. De resulterende geometrier omfatter fuldt facetteret regelmæssig og uregelmæssig polyhedral, såsom firkantede og trekantede former, og blandede Janus-lignende vesikler med facetterede og buede domæner, der lignede cellulære former og former af halofile organismer.