Obwohl es nicht ganz das Gleiche ist wie die Umwandlung von Stroh in Gold, verwandelt diese neue molekulare Bearbeitungstechnik Gold in eine neue Form. Ingenieure an der University of California in Riverside manipulierten ein Virus, das dabei hilft, Goldatome in Sphäroide umzuwandeln. Das Virus könnte die Produktion fördernelektronische Teile und Herstellung schwer zu findender Teile einfacher, schneller und kostengünstiger.
"Die Natur baut seit Jahrtausenden komplexe, hochorganisierte Nanostrukturen mit Präzision und Spezifität zusammen, die den fortschrittlichsten technologischen Ansätzen weit überlegen sind", sagte Elaine Haberer, Professorin für Elektro- und Computertechnik am Marlin and Rosemary Bourns College of Engineering der UCR.
"Durch das Verständnis und die Nutzung dieser Fähigkeiten kann diese außergewöhnliche Präzision im Nanobereich verwendet werden, um hochmoderne Materialien mit bisher unerreichter Leistung maßzuschneidern und herzustellen", fügte Haberer hinzu, der auch als leitender Autor des Papiers fungierte, in dem der Durchbruch beschrieben wurde.
Verwendung gängiger Viren für ungewöhnliche Materiallösungen
Wenn man von materialtechnischen Innovationen hört, befasst man sich normalerweise mit den Molekülen der Substanz selbst. Viren sind nicht das erste, was einem in den Sinn kommt. Viren existieren jedoch in verschiedenen Formen und können sich an eine Reihe verschiedener Formen bindenMoleküle.
Obwohl dies ungewöhnlich ist, ist dies nicht das erste Mal, dass ein Team die Rezeptoren eines Virus genetisch verändert, um an Ionen von Metallen zu binden. Frühere Studien haben dabei festgestellt, dass die Ionen am Virus "haften" und das Virus übernehmenForm und eine ähnliche Größe. Diese frühere Forschung hat dazu geführt, dass Viren beim Aufbau von Nanostrukturen für Batterieelektroden, Sensoren, biomedizinische Werkzeuge und sogar Photovoltaik verwendet werden.
Die meisten Viren haben eine natürliche Form, die begrenzt, was die Metalle werden können. Während Viren das Volumen in verschiedenen Einstellungen ändern können, widersetzen sie sich normalerweise der Abkehr von ihrer Grundform und -struktur. Dies schränkt die Arten von Formen ein, die erzeugt werden können.
Das UCR-Team verwendete den M13-Bakteriophagen - ein einzigartig flexibles Virus. Bakteriophagen infizieren Bakterien, insbesondere gramnegative Bakterien wie E. coli, die in den meisten menschlichen Verdauungstrakten vorkommen. Das UCR-Team wählte den M13 aus, da er bereits verwendet wirdmit Gold zu binden, um lange Nanodrahtstrukturen zu bilden.
Die Herausforderung für die UCR-Ingenieure bestand darin, die Nanodrähte in Sphäroide umzuwandeln - etwas, das von anderen Teams völlig unerforscht wurde. Die resultierenden Goldnanopartikel sind stachelig und hohl, sagte das Team.
Erkundung anderer Bakterien mit dieser viralen 'Vorlage'
Diese Studie erweitert die Verwendung und Lebensfähigkeit des M13-Bakteriophagen in Nanomaterialgerüsten. Letztendlich hofft das UCR-Team, herauszufinden, wie unterschiedlich sie diese Formen herstellen können. Sie sagten auch, dass diese „Vorlage“ auf andere Bakteriophagen angewendet werden könnte.
"Die Neuheit unserer Arbeit liegt in der Optimierung und Demonstration einer viralen Vorlage, die die mit den meisten anderen Viren verbundenen geometrischen Einschränkungen überwindet", sagte Haberer. "Wir haben einen einfachen Umwandlungsprozess verwendet, um das M13-Virus dazu zu bringen, anorganische kugelförmige Nanoschalen zu synthetisierenDutzende Nanometer im Durchmesser sowie Nanodrähte mit einer Länge von fast 1 Mikron. "
Die vollständige Forschung und Analyse des gentechnisch veränderten Virus finden Sie in der Ausgabe vom 21. Juli der Zeitschrift Nanoskala .
Via : UCR heute