Het medium is de boodschap. Dr. Rafal Klajn van de afdeling Organische Chemie van het Weizmann Instituut en zijn groep hebben deze stelregel een nieuwe betekenis gegeven:een innovatieve methode die ze nu hebben gedemonstreerd om nanodeeltjes zichzelf te laten assembleren, richt zich op het medium waarin de deeltjes zijn gesuspendeerd; deze assemblages kunnen worden gebruikt, onder andere, voor het omkeerbaar schrijven van informatie.

Deze benadering is een elegant alternatief voor de huidige methoden waarbij nanodeeltjes moeten worden gecoat met lichtgevoelige moleculen; deze veranderen dan de toestand van de deeltjes wanneer er licht op schijnt. Volgens het onderzoek van de groep die onlangs verscheen in Natuurchemie , regelmatig zetten, ongecoate nanodeeltjes in een lichtgevoelig medium zou eenvoudiger zijn, en het resulterende systeem efficiënter en duurzamer dan de bestaande. De mogelijke toepassingen variëren van herschrijfbaar papier, tot waterzuivering, tot de gecontroleerde afgifte van drugs of andere stoffen.

Het medium, in dit geval, bestaat uit kleine "foto-schakelbare" (of "fotoresponsieve") moleculen die spiropyrans worden genoemd. In de versie van het fotoresponsieve molecuul dat door Klajn en zijn groep wordt gebruikt, het absorberen van licht schakelt het molecuul in een vorm die zuurder is. De nanodeeltjes reageren vervolgens op de verandering in zuurgraad in hun omgeving:het is deze reactie die ervoor zorgt dat de deeltjes in het donker aggregeren en zich in het licht verspreiden. Dit betekent dat alle nanodeeltjes die reageren op zuur - een veel grotere groep dan degenen die reageren op licht - nu potentieel kunnen worden gemanipuleerd tot zelfassemblage.

Door licht te gebruiken - een favoriete manier om zelfassemblage van nanodeeltjes te genereren - om de reactie te beheersen, men kan precies bepalen wanneer en waar de nanodeeltjes zullen aggregeren. En aangezien nanodeeltjes vaak verschillende eigenschappen hebben als ze vrij rondzweven of samengeklonterd zijn, de mogelijkheden voor het maken van nieuwe toepassingen zijn bijna onbeperkt.

Klajn wijst erop dat deze moleculen een lange geschiedenis hebben bij het Weizmann Instituut:"Twee wetenschappers van het Instituut, Ernst Fischer en Yehuda Hirshberg, waren de eersten die in 1952 het op licht reagerende gedrag van spiropyrans aantoonden. in 1980, Prof. Valeri Krongauz gebruikte deze moleculen om verschillende materialen te ontwikkelen, waaronder lichtgevoelige coatings voor lenzen. Nutsvoorzieningen, 63 jaar na de eerste demonstratie van zijn lichtgevoelige eigenschappen, we gebruiken hetzelfde eenvoudige molecuul voor een ander gebruik, geheel, " hij zegt.

De voordelen van de mediumbenadering zijn duidelijk. Voor een, de deeltjes lijken na verloop van tijd niet af te breken - een probleem dat de gecoate nanodeeltjes plaagt. "We hebben honderd cycli van schrijven en herschrijven uitgevoerd met de nanodeeltjes in een gelachtig medium - wat we omkeerbare informatieopslag noemen - en er was geen verslechtering in het systeem. Dus je kon hetzelfde systeem steeds opnieuw gebruiken, " zegt Klajn. "En, hoewel we gouden nanodeeltjes gebruikten voor onze experimenten, theoretisch zou men zelfs zand kunnen gebruiken, zolang het maar gevoelig was voor veranderingen in zuurgraad."

Naast duurzaam "herschrijfbaar papier, " Klajn suggereert dat toekomstige toepassingen van deze methode het verwijderen van verontreinigende stoffen uit water kunnen omvatten - bepaalde nanodeeltjes kunnen zich rond verontreinigingen verzamelen en deze later op verzoek vrijgeven - evenals de gecontroleerde afgifte van kleine hoeveelheden stoffen, bijvoorbeeld, verdovende middelen, die met licht zou kunnen worden losgelaten.