Onderzoekers in Japan en de VS hebben voor het eerst een nieuwe techniek ontwikkeld om efficiënt gefunctionaliseerde nanodraden te maken.

Prof. Sakaguchi en zijn team in Graduate School of Science, Universiteit van Hokkaido, samen met MANA PI Prof. Kohei Uosaki en een onderzoeksgroep van de Universiteit van Californië, Santa Barbara, hebben voor het eerst met succes een nieuwe techniek ontwikkeld voor het efficiënt maken van gefunctionaliseerde nanodraden.

De groep richtte zich op de natuurlijke neiging van amyloïde peptiden, moleculen waarvan wordt gedacht dat ze de ziekte van Alzheimer veroorzaken, om zichzelf te assembleren tot nanodraden in een waterige oplossing en deze moleculaire eigenschap te beheersen om hun prestatie te bereiken.

Gefunctionaliseerde nanodraden zijn uiterst belangrijk bij de constructie van nanodevices omdat ze veelbelovend zijn voor gebruik als geïntegreerde schakelingen en voor het genereren van nieuwe eigenschappen, zoals geleidbaarheid, katalysatoren en optische eigenschappen die zijn afgeleid van hun fijne structuur. Echter, sommigen hebben opmerkingen gemaakt over de technische en financiële beperkingen van de microfabricagetechnologie die nodig is om deze structuren te creëren. In de tussentijd, moleculaire zelforganisatie en functionalisering hebben de aandacht getrokken op het gebied van de ontwikkeling van nanotechnologie van de volgende generatie. Amyloïde peptiden, waarvan wordt gedacht dat ze de ziekte van Alzheimer veroorzaken, bezitten het vermogen om zichzelf te assembleren tot zeer stabiele nanodraden in een waterige oplossing. Hierop focussen, het onderzoeksteam was de eerste die met succes een nieuwe methode ontwikkelde om efficiënt een multifunctionele nanodraad te maken door deze moleculaire eigenschap te beheersen.

Het team ontwierp een nieuw peptide genaamd SCAP, of structuur-controleerbaar amyloïde peptide, afgesloten met een dop met drie aminozuren. Door meerdere SCAP's te combineren met verschillende caps, het team ontdekte dat zelforganisatie sterk wordt gecontroleerd op moleculair niveau. Met behulp van deze nieuwe controlemethode, het team vormde een moleculaire nanodraad met de grootste beeldverhouding ooit. In aanvulling, ze hebben wijzigingen aangebracht met behulp van verschillende functionele moleculen, waaronder metalen, halfgeleiders en biomoleculen die met succes een gefunctionaliseerde nanodraad van zeer hoge kwaliteit hebben geproduceerd. Vooruit gaan, deze methode zal naar verwachting aanzienlijk bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe nanodevices door de toepassing ervan op een breed scala aan functionele nanomaterialen met zelforganiserende eigenschappen.