Gedurende de laatste twee decennia, er is gezegd dat koolstofnanobuisjes de belofte inhouden om een ​​reeks velden te transformeren, van alternatieve energie tot medicijnafgifte. Maar om dat voor elkaar te krijgen is moeilijk gebleken, volgens Hicham Fenniri, een internationale leider in nanotechnologie en nieuwe professor in Northeastern's College of Engineering.

"Koolstofnanobuisjes zijn fascinerende materialen, " zei Fenniri, die ook dienst doet als directeur van het onderzoekscentrum voor biomedische technologie in Doha, Katar. "Ze hebben verbazingwekkende chemische en fysische eigenschappen, maar ze zijn een uitdaging vanuit synthetisch oogpunt." Door hun grootte te beheersen, puurheid, en elektrische eigenschappen, hij legde uit, zijn slechts enkele van de uitdagingen die het realiseren van de hoogwaardige toepassingen van het materiaal in de weg staan.

Begin jaren 90, Fenniri besloot het heft in eigen handen te nemen. "Ik dacht, hoe kunnen we een materiaal van de grond af ontwikkelen zodat we al deze eigenschappen kunnen beheersen, "zei hij. Sindsdien, zijn werk heeft geleid tot de ontwikkeling van 's werelds eerste zelfassemblerende organische nanobuis, een kenmerkende prestatie die hem tot een van de toonaangevende vernieuwers in het veld maakte.

In tegenstelling tot koolstofnanobuisjes, De echt organische buizen van Fenniri bestaan ​​niet alleen uit koolstof, maar ook uit andere elementen waaruit alle levende wezens bestaan:zuurstof, waterstof, stikstof, en vele anderen. De buizen zijn biocompatibel, waardoor ze een uitstekend materiaal zijn om te gebruiken als coating voor een medisch implantaat of als vehikel voor medicijnafgifte. Fenniri gebruikt ze ook als componenten in nieuwe elektronische en fotonische apparaten.

historisch, een geleidende organische supramoleculaire nanodraad is een ongrijpbaar doelwit geweest. Maar de laatste jaren is Fenniri en zijn collega's hebben hard gewerkt om hun nanobuisjes te gebruiken als dragers voor elektronen, net als geleidende metaaldraden;. Hun voorlopige rapporten hebben de haalbaarheid van hun innovatieve strategie bevestigd. De potentiële prestatie, hij zei, zou de alternatieve energiesector kunnen transformeren. Hij onderzoekt ook mogelijke medische toepassingen voor zijn materialen, inclusief of ze effectieve antibacteriële middelen zouden maken.

"Met organische chemie, je kunt in wezen elk molecuul construeren door een combinatie van reacties en processen, " legde Fenniri uit. "Echt, je kunt het vergelijken met een schaakspel:je kunt naar de doelmoleculen kijken en een strategie ontwerpen om daar te komen."

Dit is precies de benadering die zijn team hanteert bij de ontwikkeling van nieuwe toepassingen voor hun zelfassemblerende nanobuisjes, die kleinere chemische componenten bevatten die zijn aangepast aan hun specifieke behoeften. Fenniri vergeleek de synthetische benadering met een set Legoblokjes - in plaats van verschillende kleuren heb je verschillende chemische eigenschappen. Met dit arsenaal aan bouwstenen en de natuurlijke neiging van moleculen om bepaalde organisatiewetten te gehoorzamen, hij wint een groot aantal moleculaire schaakspellen.