De nieuwe eigenschappen van dit biomimetische materiaal zullen ons in staat stellen om meerdere nanometer-sized chemische sensoren te ontwikkelen over hetzelfde substraat door middel van elektronenstraallithografie, als resultaat, multifunctionele biochips met een grote veelzijdigheid zullen worden ontwikkeld. De mogelijkheid om op nanometrische schaal vast te leggen is een essentieel voordeel van traditionele biomimetische materialen, aangezien dit nieuwe materiaal, ontwikkeld door onderzoekers van de Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en de Universidad Complutense (UCM) in het kader van de Moncloa-campus commerciële potentiële toepassingen biedt.

Dit materiaal is samengesteld door een verknopend lineair polymeer waarvan de moleculaire structuur is veranderd door het bombarderen met elektronen. Op deze manier, het is mogelijk om een ​​elektronenbundel van enkele nanometers dik te gebruiken, alsof het een ultrafijn puntig potlood is, om een ​​patroon over een film te schrijven van dit materiaal dat op een substraat is geplakt. Na het schrijven (lithografie), de film wordt ondergedompeld in een vloeibare ontwikkelaar die in staat is het filmgebied dat door de straal wordt bestraald op te lossen en het niet-bestraalde patroon op het substraat intact te laten.

In aanvulling, het materiaal gedraagt ​​zich als een moleculair bedrukt polymeer (MIP), dat is, het is in staat om een ​​molecuul of een specifieke verbinding te herkennen na een drukproces op moleculair niveau. De MIP's zijn synthetische materialen met een vergelijkbare functionaliteit als bepaalde biologische moleculen, zoals antigenen en antilichamen, gebruikt als receptoren om bepaalde moleculen te detecteren, om die reden worden MIP's beschouwd als biomimetische materialen. De belangrijkste voordelen van de MIP's ten opzichte van de biologische receptoren zijn een hogere weerstand tegen chemicaliën en extreme weersomstandigheden, lagere kosten en het vermogen om synthetische chemische receptoren te creëren die in de natuur niet bestaan.

Daten, om sensoren te ontwikkelen, de methoden die worden gebruikt om films in MIP's op te nemen, zijn gebaseerd op print- en fotolithografische technieken. Het belangrijkste nadeel van de drukmethode is de mogelijke vervuiling van filmoppervlakken van MIP die in contact komen met drukvormen, terwijl de fotolithografische techniek niet geschikt is om nanometrische redenen te creëren. Het nieuwe materiaal kan op nanometrische schaal worden opgenomen zonder dat er een vorm of masker nodig is.

Onderzoekers van de UPM en de UCM hebben nanometrische patronen van dit materiaal over siliciumsubstraten ontwikkeld door een elektronenstraal te gebruiken en de functionaliteit van de MIP te bewijzen. Het materiaal kan de Rhodamine 123 herkennen, dat is een fluorescerend molecuul met een hoge gevoeligheid en selectiviteit ten opzichte van andere rhodamines. De methodologie die wordt gebruikt om dit materiaal te ontwikkelen, kan worden toegepast op de synthese van andere materialen die kunnen worden geregistreerd door een elektronenstraal en die in staat zijn om interessante stoffen in de toxicologie en de biogeneeskunde te detecteren.

De ontwikkeling van nanometrische structuren van sensormaterialen heeft een dubbel doel. Ten eerste, een hogere interactie tussen de sensor en de omgeving waar de analyt wordt gedetecteerd, het verhogen van de snelheid en gevoeligheid detectie. Ten tweede, de geringe afmetingen van de sensorstructuren stellen ons in staat om meerdere elementen in slechts één chip te integreren om kosten te besparen en de betrouwbaarheid en functionaliteit van proeven te vergroten.