Den ultimative molekylære skakkamp

I de sidste to årtier, det er blevet sagt, at kulstof nanorør har løftet om at transformere en række felter, fra alternativ energi til medicinafgivelse. Men at få det til at ske har vist sig svært, ifølge Hicham Fenniri, en international leder inden for nanoteknologi og ny professor i Northeastern's College of Engineering.

"Carbon nanorør er fascinerende materialer, " sagde Fenniri, der også fungerer som direktør for Biomedical Engineering Research Center i Doha, Qatar. "De har fantastiske kemiske og fysiske egenskaber, men de er udfordrende fra et syntetisk synspunkt." Kontrollerer deres størrelse, renhed, og elektriske egenskaber, forklarede han, er blot nogle få af de udfordringer, der står i vejen for at realisere materialets høje værditilvækst applikationer.

I begyndelsen af ​​90'erne, Fenniri besluttede at tage sagen i egen hånd. "Jeg tænkte, hvordan kan vi udvikle et materiale fra bunden, så vi kan kontrollere alle disse egenskaber, sagde han. Siden da, hans arbejde har ført til udviklingen af ​​verdens første selvsamlende organiske nanorør, en karakteristisk præstation, der etablerede ham som en af ​​feltets førende innovatører.

I modsætning til kulstof nanorør, Fenniris ægte organiske rør består ikke kun af kulstof, men også andre elementer, der udgør alle levende ting - ilt, brint, nitrogen, og mange andre. Rørene er biokompatible, hvilket gør dem til et førsteklasses materiale til brug som belægning til et medicinsk implantat eller som et vehikel til lægemiddellevering. Fenniri bruger dem også som komponenter i nye elektroniske og fotoniske enheder.

Historisk set, en ledende organisk supramolekylær nanotråd har været et uhåndgribeligt mål. Men i de senere år, Fenniri og hans kolleger har arbejdet hårdt på at forsøge at bruge deres nanorør som bærere for elektroner, ligesom ledende metaltråde gør;. Deres foreløbige rapporter har bekræftet gennemførligheden af ​​deres innovative strategi. Den potentielle præstation, han sagde, kunne transformere den alternative energisektor. Han udforsker også potentielle medicinske anvendelser for hans materialer, herunder om de ville lave effektive antibakterielle midler.

"Med organisk kemi, du kan konstruere stort set ethvert molekyle ved en kombination af reaktioner og processer, " Forklarede Fenniri. "Virkelig, du kan sammenligne det med et skakspil:du kan se på målmolekylerne og designe en strategi for at nå dertil."

Det er præcis den tilgang, hans team tager i udviklingen af ​​nye applikationer til deres selvsamlende nanorør, som omfatter mindre kemiske komponenter, der er blevet tilpasset til deres særlige behov. Fenniri sammenlignede den syntetiske tilgang med et sæt legoklodser - i stedet for forskellige farver har du forskellige kemier. Med dette arsenal af byggesten og molekylers naturlige tendens til at adlyde visse organisatoriske love, han vinder et væld af molekylære skakspil.