En alsidig metode til at mønstre funktionaliserede nanotråde

Et team af forskere fra Hokkaido University har udviklet en alsidig metode til at mønstre strukturen af ​​"nanowires, " at levere et nyt værktøj til udvikling af nye nanoenheder.

Der har været stor interesse verden over for mønsterdannelsen af ​​funktionaliserede nanotråde - som udmærker sig både i halvledningsevne og som katalysatorer - på grund af den potentielle anvendelse af sådanne materialer i nanoenhedskonstruktion. Etablering af en alsidig tilgang til at lave funktionaliserede nanotråde, med et særligt behov for at kontrollere rumlig mønsterdannelse, er blevet set som væsentlig.

Holdet, ledet af professor Kazuyasu Sakaguchi fra Det Naturvidenskabelige Fakultets Institut for Kemi, tidligere havde udviklet en effektiv metode, navngivne strukturkontrollerbare amyloidpeptider (SCAP'er), at kontrollere selvsamling af amyloidpeptider, som er byggestenene i nanotråde og også kendt som det forårsagende molekyle for Alzheimers sygdom. I den seneste forskning, holdet kombinerede SCAP'erne med skabelonbaseret fibrilvækst - en karakteristisk kvalitet af amyloidpeptider - og lykkedes med dannelsen af ​​nanotråde med tandemdomænestrukturer eller en enkelt nanotråd, der strækker sig fra et specifikt udgangspunkt.

For at skabe tandemstrukturen, SCAPs-metoden blev brugt til at lave initiale amyloidfibriller - markeret med grøn fluorescens - som blev brugt som skabelon, og for at tillade en anden type amyloidpeptid - markeret med rød fluorescens - at strække sig fra startfibrillerne. Analyse viste et tandemudbytte på 67 %, tre gange højere end effektivitetsudbyttet fra tidligere undersøgelser. I øvrigt, nogle få geometriske mønstre kunne skelnes i tandemstrukturerne, hvis andel kunne kontrolleres ved at justere peptidblandingsforholdet.

Desuden, ved at fastgøre skabelonfibriller til guldnanopartikler placeret på substratoverfladen gennem molekylær genkendelse, derefter tillade nye fibriller at strække sig fra skabelonen, det lykkedes forskerne at danne en enkelt nanotråd på et bestemt sted. At opnå denne form for avanceret mønsterkontrol er en verdensnyhed.

Denne metode er anvendelig til selvsamling af nanotråde til nanoelektroder skabt ved litografi. "Det kan også bruges til at forberede en bred vifte af fibrilmønstre og dermed åbne nye veje for udvikling af nye selvsamlede nanoenheder, " sagde professor Sakaguchi.