Наноразмерное строительство – область нанотехнологий, каковые применяют наноматериалы в качестве главных стандартных блоков, дабы создать материалы с определенными изюминками. В первые годы области исследователи изучили потенциал строительства наноразмерного применения структур / применения структур микромасштаба единственные молекулярные компоненты. Сейчас, ученые вдохновлены биологическим миром, что связал намного более сложный процесс со сотрудничествами между многими разными компонентами.
В живых организмах сложные молекулярные структуры всегда строятся и вскрываются несоответствия на протяжении жизненного цикла организма. К примеру, дабы переместиться в теле, клетки должны взаимодействовать со своей внешней средой, известной как внеклеточная матрица (ECM). ECM – естественные волокнистые леса, каковые оказывают структурную и химическую помощь окружающим клеткам. Дабы создать пространство для себя, дабы переместиться, клетки прячут ферменты протеазы, каковые частично переваривают ECM.
Иначе молекулы в ECM смогут кроме этого поддержать либо подавить процессы в самой клетке.Взятие воодушевления от биологических разработок строительства, применяемых в клетках и ECM, Биовдохновленной Мягкой Единице Вопроса, во главе с доктором наук Чжаном, проектировало и синтезировало наноразмерный комплект инструментов молекул, каковые смогут взаимодействовать совместно, дабы собрать сложные молекулярные структуры. Их работа была сравнительно не так давно издана в Angewandte Chemie Интернациональный Выпуск.
Исследователи проектировали и синтезировали две молекулы на базе ароматного органического химического соединения, названного кумарином. Любой – молекула пептида, которая самособирается в нановолокна.
Они объединяются, дабы организовать молекулярные «леса». Второй молекула бензоата, которая самособирается в подобные странице наноструктуры.
Эти страницы формируют молекулярные «кирпичи», каковые со своей стороны формируются как молекулярные башни. В то время, когда эти молекулы смешаны совместно, они отделяют себя типом, самособираются и после этого взаимодействуют совместно, дабы выстроить молекулярные структуры высшего порядка.Исследователи поменяли структуру молекулярных лесов при помощи Ультрафиолетового света либо фермента, дабы расколоть нановолокна, каковые разрешили им управлять высотой ‘молекулярной башни’. Они применяли растровые электронные микроскопы в OIST, дабы замечать структурные изюминки молекул, таких как слои и формы.
После этого посредством технического персонала OIST они применяли ядерную микроскопию силы, дабы измерить правильную высоту молекулярных башен в миллимикронах.Они продемонстрировали, что волокнистые леса пептида регулируют архитектуру и высоту молекулярной башни. Посредством этих лесов, каковые оказывают помощь через поверхностные сотрудничества между наноструктурами, кирпичи бензоата смогут организовать более высокие структуры. «Принимая к сведенью, что одни лишь молекулярные кирпичи смогут выстроить башни до 100 миллимикронов, в то время, когда мы добавили волокно, они имели возможность выстроить башни до 900 миллимикронов», говорит доктор наук Чжан.Подражая молекулярному процессу самосборки, что происходит в живых организмах, химики смогут изучить новые способы химического синтеза нано/микроструктур.
В будущем Биовдохновленная Мягкая Единица Вопроса сохраняет надежду выстроить определенные молекулы на биологических мембранах, дабы отрегулировать судьбы клетки. К примеру, строя молекулы на клеточных мембранах, они сохраняют надежду к одному дню быть в состоянии руководить пространственной организацией мембранных белков.