Об'єднання наночастинок штучного та природного походження дозволяє створити метаматеріали з унікальними властивостями
Вчені з університету Аальто у Фінляндії створили кристалічні структури, складені з наночастинок природного і штучного походження. Як наночастинок природного походження виступали частини вірусів певного типу та інші білкові молекули, а в роль неорганічних частинок грали наночастинки золота та оксиду заліза. В результаті у вчених вийшли прозорі кристаллообразные шаруваті структури, що отримали назву суперрешетки (superlattices), метаматеріали, що володіють цілим рядом унікальних магнітних, хімічних і оптичних властивостей.
"Виробляючи биогибридные тривимірні суперрешетки, що складаються з наночастинок і білків, що чергуються в певному порядку, ми отримуємо кінцевий метаматеріал, властивості якого є комбінацією відомих заздалегідь властивостей його компонентів. А використовуючи компоненти з відомими властивостями, ми зможемо в майбутньому проектувати і створювати матеріали, що володіють цілим набором неймовірних і унікальних властивостей" - розповідає доктор Маурі Костьайнен (Dr Mauri Kostiainen), вчений з Відділу прикладної фізики університету Аальто, під керівництвом якого проводилися дані дослідження.
Учені продемонстрували, що фрагменти вірусу або молекули білка феритину можуть використовуватися для складання суперрешеток з молекул РНК і наночастинок з оксиду заліза, які набувають унікальні магнітні властивості завдяки взаємодії з золотими наночастинками, несучими електростатичний електричний заряд. "Золоті наночастинки і фрагменти вірусів формують унікальний вигляд кристалічної решітки, у якої немає аналогів серед відомих атомарних або молекулярних кристалічних структур. Такого ми не змогли добитися б, якщо б використовували тільки неорганічні наночастинки" - розповідає доктор Костьайнен.
Проводячи свої дослідження, вчені прагнуть до реалізації можливості створення ієрархічно структурованих "листкових" наноматеріалів, мають заздалегідь розраховані оптичні, магнітні, електронні, каталітичні та інші властивості. Подібні матеріали, у разі успішного їх створення, можуть знайти широкий ряд застосувань в областях оптики, електроніки, медицини та для створення всіляких високочутливих датчиків, здатні реагувати на зміни різних фізичних і хімічних параметрів.