Разработка процесса, позволяющего производить большое количество наноструктур, таких как нанотрубки, с идентичными параметрами, является достаточно сложным делом, требующим чрезвычайно высокой точности поддержания всех параметров процесса. В течение нескольких последних лет ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли изучали различные виды полимеров, относящихся к классу пептидов, и наконец им удалось обнаружить целое семейство синтетических полимеров, которые, будучи помещенными в воду, самостоятельно формируют прозрачные полые нанотрубки, диаметром в 100 нанометров и такой же длины.
«Создание однородных структур в больших количествах является «камнем преткновения» современных нанотехнологий» — рассказывает Рон Цукерман (Ron Zuckermann), ученый из лаборатории Лоуренса, — «Производство большого количества нанотрубок, диаметр и длину которых можно определять на этапе производства, может привести к появлению совершенно новых технологий фильтрации и опреснения воды, к примеру».
Исследователи были сосредоточены на изучении особого вида пептидов, носящего название diblock copolypeptoid. Эти органические вещества имеют тенденцию хорошо связываться с ионами лития и поэтому на их основе могут быть созданы новые составы электролита для аккумуляторных батарей. Проводя исследования в этом направлении, ученые обнаружили, что в водном растворе определенных типов пептидов спонтанно формируются полимерные нанотрубки.
Пока ученым еще неизвестны все тонкости процесса, в результате которого в растворе формируется очень большое количество абсолютно идентичных наноструктур. Дальнейшие исследования в данном направлении позволят выяснить все тонкости, что даст ученым в руки «рычаги управлении», при помощи которых можно будет управлять диаметром, длиной и химическим составом производимых нанотрубок путем изменения некоторых параметров. Но уже сейчас учеными известно, что полимерные нанотрубки самособираются в растворе без присутствия различных нано-помощников, таких, как электростатические взаимодействия или молекулярные сети с водородными связями.
«Мы не ожидали, что достаточно сложные наноструктуры можно собрать без помощи дополнительных «костылей», которые делают традиционные методы производства чрезвычайно дорогими» — рассказывает Рон Цукерман, — «Нам уже удалось выяснить, что химические взаимодействия, которые скрепляют части нанотрубок, достаточно просты. И самым интересным является то, что нанотрубки формируются только в присутствии двух пептидов, гидрофобных, отталкивающих воду, и гидрофильных. Химические свойства этих пептидов кардинально отличны, и, по всей видимости, именно это является «двигателем» процесса формирования нанотрубок».
В своих дальнейших исследования ученые продолжат эксперименты с другими видами пептидов и это, как они надеются, даст им в руки возможность управления характеристиками создаваемых нанотрубок и возможности сборки наноструктур другой формы и размеров.
Источник: DailyTechInfo
