Нанорозмірні частинки вже допомагають робити велосипеди і тенісні ракетки легше і міцніше, захищають окуляри від подряпин і допомагають направляти хіміотерапевтичні препарати на ракові клітини. Але їх корисність залежить від того, наскільки вони точно вписані в правильні конфігурації - а це нелегке завдання, тому що вони настільки малі, що тисячі з них можуть вміститися в товщину аркушу паперу.
У дослідженні, опублікованому в журналі Nature Materials, вчені з Чиказького університету представили інноваційну методику, що дозволяє розширити межі створення таких наночастинок. Вони наносять спеціальне покриття з полімеру, яке покриває певні частини наночастинок, що дозволяє вченим наносити нові молекули тільки на відкриті поверхні - працює як трафарет і балончик з фарбою.
Наночастинки можуть збирати себе в задані конфігурації, тому для багатьох додатків вчені можуть додавати правильні інгредієнти і створювати їх при правильній температурі, щоб отримати бажані форми. Але це дає тільки певний діапазон можливостей.
«Велика частина самозбірки заснована на сферах, які насправді не мають різниці в структурі, але з більшістю інших форм важливо мати можливість дістатися до конкретних областей», - сказав Йоссі Вейцман, доцент хімії і автор статті. «Для більш повного вивчення можливостей нанотехнологій потрібні більш глибокі можливості самозбірки».
Новий метод використовує покриття з особливого полімеру (полістирол-b-поліакрилова кислота), нанесеного на наночастинки в певних точках. Потім можна додати наступну молекулу, яку можна прикріпити тільки до наночастинок, де немає полімеру - можливості обмежені тільки уявою вченого.
«Те, як ми спроектували будівельні блоки, дозволяє створювати безліч перестановок» - кажуть дослідники. Вони перевірили свій метод і зробили безліч форм в нанорозмірному вигляді - тривимірні куби з відкритими тільки центрами або ребрами і вершинами, почесні призми з вільними кутами і одномірні стрижні з доступною тільки однією стороною або одним або обома кінцями.
«Універсальність стратегії регіоселективного кодування поверхні продемонстрована на різних наночастинках ізотропної або анізотропної форми, і всього виготовлено 24 різних складних наноасемблювань» - кажуть дослідники.
За словами вчених, діапазон форм дозволяє вченим експериментувати з властивостями, які можуть дати ідеї для нової електроніки, сенсорів тощо.