Нанопроводник на бобах

Мозаичные болезни растений –

вирусы, при заражении которыми расцветка поврежденных органов, обычно листьев и плодов, становится пестрой (мозаичной), на них чередуются пятна разной формы и величины, окрашенные в разные оттенки зеленого. Форма листовой пластинки растения меняется, и оно начинает отставать в развитии. Как следствие, страдает и количество, и качество урожая.

На основе вируса, поражающего вигну китайскую – растение семейства бобовых, британские ученые из Нориджа создали наночастицы заданного размера, сообщает в понедельник «Би-Би-Си».

Частицы вируса использовались как «леса», к которым присоединили другие химические вещества – в данном случае составы, содержащие железо. Как рассказали журналу Small разработчики из центра Джона Иннеса, поражающий вигну китайскую мозаичный вирус не заразен для людей или животных. В диаметре его частицы составляют 30 нанометров. По словам ведущего автора исследования химика Дэвида Эванса, размер вкупе со сферической формой частиц и заставил нанобиологов задуматься о перспективности вируса в качестве основы для стандартных наноблоков. Обычно химикам приходится потрудиться, чтобы придать молекулам необходимый размер, но в данном случае он задан свойствами исходного материала.

Название нанотехнологиям дала единица измерения нанометр (нм) – одна миллиардная часть метра. Типичная молекула, соответствующая требованиям нанотехнологов, состоит из 100 атомов и имеет диаметр 1–10 нм. Для сравнения: диаметр самого маленького в природе атома водорода – около 0,1 нм. Наномасштаб (nanoscale) – диапазон размеров, с которыми работают нанотехнологи, – колеблется между 1 и 100 нм.

Сам термин «нанотехнология» предложил в 1980 году Эрик Дрекслер. Изначально в сферу нанотехнологии входили только наномасштабные объекты, построенные из молекулярных блоков, или «снизу вверх». Позже к ним присоединились и устройства, полученные минитюаризацией, или «сверху вниз». В настоящее время к нанотехнологическим относят и микроэлектрические механические системы (MEMS) – моторы, приводы, гироскопы и акселерометры, управляющие воздушными мешками автомобилей. Крошечные, по бытовым меркам, своими размерами они могут в 1000 раз превосходить классические наномасштабы.

Вычленив вирусные частицы из вигны, исследователи связали составы, содержащие соединения железа, с аминокислотами на поверхности вируса. Всего такую манипуляцию удалось проделать с 240 металлорганическими составами, в каждый из которых входил атом железа. Подобный «апгрейт» привел к тому, что обновленные составы стали молекулярными конденсаторами – устройствами, способными нести электрический заряд.

По словам разработчиков, их наномасштабные объекты можно «настроить» так, чтобы сформировать те или иные свойства материала, которые впоследствии и эксплуатируются для создания более быстрых, легких, прочных и эффективных устройств и систем. Например, можно запрограммировать сверхвысокую электрическую проводимость или сопротивление, а также полупроводниковые характеристики наночастиц.

Также на днях лаборатория нанофотоники Университета Райса в Хьюстоне объявила о создании «нанориса».

Частица состоит из непроводящего электричество оксида железа, покрытого золотом. Диаметр «нанорисинки» – 360 нанометров, длина – 80 нм. Директор лаборатории Наоми Галас пояснила, что наночастицы, по виду напоминающие рисовые зернышки, появились на свет незапланированно, в ходе поисков новой формы, которая объединила бы «лучшие свойства двух наиболее полезных в оптическом смысле форм – сферы и стержня».

Такого рода частицы обычно используют для концентрации света на микроскопических участках. Нанорис оказался максимально чувствительным микросенсором для резонансного возбуждения поверхностных плазмонов.

По форме нанорис сходен с наногильзами, созданными под руководством Галас в 1998-м. В настоящее время исследуются возможности применения наногильз в медицинской диагностике, лечении рака, формировании молекулярных изображений и химическом опознавании. Изучение нанориса показало, что он обладает значительно большей структурной приспособляемостью, чем наногильзы и другие часто исследуемые оптические наночастицы.