Прогресс в самоорганизации наноматериалов

19 2019007

19 февраля 8999 9009 ]

Сотрудничество между учеными-материаловедами, биологами и химиками могло бы способствовать развитию самоорганизующихся наноматериалов, называемых наноархитектоникой, утверждает обзор в журнале Science and Technology of Advanced Materials. И хотя кибер-технологии в настоящее время завоевывают общественное воображение, инвестиции в этот тип совместных исследований материалов имеют решающее значение для удовлетворения общественных потребностей в хранении энергии, химическом зондировании и широком спектре биологических применений.

Ученые в области материалов изучают, как имитировать биологические процессы, которые создают наноматериалы с желаемыми структурами. Например, липиды (а), белки (b) и соединения на основе сахара (с) могут самостоятельно собираться в массив форм и конфигураций. (Фото: Ян и др.)

Наноархитектоника позволяет упорядочить группы атомов или молекул в предопределенную структуру. Их можно использовать для создания крошечных электрических цепей, манипулирования химическими веществами и создания различных строительных блоков для наноразмерных технологий. Наноархитектонические материалы, которые самостоятельно собираются в желаемом порядке, необходимы для оптимизации и развития этих технологий.

Кацухико Арига и его коллеги из Японского национального института материаловедения изучили последние достижения в области наноархитектоники материалов. Они полагают, что для предсказания будущего этих материалов необходимо изучить биологические системы, такие как поверхности клеток и белков и макромолекулярные интерфейсы.

Самосборные структуры широко распространены в биологии, например, в липидных слоях или компонентах цитоскелетов; следовательно, понимание того, как контролировать эволюцию и поведение биологических структур, может помочь с наноархитектоникой. Несмотря на прогресс в разработке некоторых биологических интерфейсных материалов, создание очень сложных самосборных систем пока невозможно. Сотрудничество между материаловедами, биологами и химиками необходимо для воспроизведения характеристик высокоразвитых биологических систем в наноматериалах.

«Разработка функциональных материалов путем самоорганизации наноархитектоники аналогична эволюции живых существ из компонентных молекул», пишут рецензенты. «Однако, хотя живым системам потребовались миллиарды лет для развития, наноархитектонику можно было бы использовать для достижения многих ожидаемых целей в течение следующих нескольких десятилетий».

Источник: https://www.nims.go.jp/eng/index.html

Source link