Syntetiske og biologiske nanopartikler kombineret for at producere nye metamaterialer

Forskere fra Aalto Universitet, Finland, har haft held med at organisere viruspartikler, proteinbure og nanopartikler til krystallinske materialer. Disse nanomaterialer studeret af den finske forskergruppe er vigtige for anvendelser inden for sansning, optik, elektronik og medicinafgivelse.

Lagstrukturer, eller supergitter, af krystallinske nanopartikler er blevet grundigt undersøgt i de senere år. Forskningen udvikler hierarkisk strukturerede nanomaterialer med justerbar optisk, magnetiske, elektroniske og katalytiske egenskaber.

"Sådanne biohybride supergitter af nanopartikler og proteiner ville gøre det muligt at kombinere de bedste egenskaber ved begge partikeltyper. De ville omfatte alsidigheden af ​​syntetiske nanopartikler og biomolekylers stærkt kontrollerede samlingsegenskaber, " siger forskere.

Forskergruppen opdagede også magnetiske selvsamlinger af ferritinproteinbure og guldnanopartikler. Disse magnetiske samlinger kan effektivt modulere spin-spin-relaksationstider for omgivende protoner i vand ved at forbedre spin-defaseringen og dermed give kontrastforøgelse i magnetisk resonansbilleddannelse (MRI).

Guld nanopartiklerne og vira vedtager en særlig form for krystalstruktur. Det svarer ikke til nogen kendt atomær eller molekylær krystalstruktur, og det er tidligere ikke blevet observeret med partikler i nanostørrelse.

"Viruspartikler – menneskehedens gamle fjender – kan meget mere end at inficere levende organismer. Evolutionen har givet dem evnen til højt kontrollerede selvsamlende egenskaber. I sidste ende, ved at bruge deres byggeklodser kan vi bringe flere funktioner til hybridmaterialer, der består af både levende og syntetisk materiale, " Kostiainen stoler på.

Resultaterne er netop blevet offentliggjort i det respekterede tidsskrift Natur nanoteknologi .