Los "matraces" en miniatura de autoensamblaje creados en el Instituto Weizmann pueden resultar una herramienta útil en la investigación y la industria. Los nanofrasco, que tienen un lapso de varios nanómetros, o millonésimas de milímetro, puede acelerar las reacciones químicas para la investigación. En el futuro, podrían facilitar la fabricación de diversos materiales industriales y tal vez incluso servir como vehículos para la administración de fármacos.

El Dr. Rafal Klajn del Departamento de Química Orgánica del Instituto Weizmann y su equipo estaban originalmente estudiando el autoensamblaje de nanopartículas inducido por la luz. Empleaban un método desarrollado anteriormente por Klajn en el que las nanopartículas inorgánicas se recubren con una sola capa de moléculas orgánicas que cambian su configuración cuando se exponen a la luz; estos alteran las propiedades de las nanopartículas de modo que se autoensamblan en grupos cristalinos. Cuando las nanopartículas esféricas de oro u otros materiales se autoensamblan en un grupo, espacios vacíos formados entre ellos, como los que se encuentran entre naranjas empaquetadas en una caja. Klajn y los miembros de su equipo se dieron cuenta de que los espacios vacíos a veces atrapaban moléculas de agua, lo que los llevó a sugerir que también podrían atrapar moléculas "invitadas" de otros materiales y funcionar como pequeños matraces para reacciones químicas. Un grupo de un millón de nanopartículas contendría un millón de nanofrascos de este tipo.

Como se informó en Nanotecnología de la naturaleza , cuando los científicos atraparon moléculas que tienden a reaccionar entre sí dentro de los nanofrasco, descubrieron que la reacción química corría cien veces más rápido que la misma reacción que tiene lugar en solución. Estar confinado dentro de los nanofrascos aumentó en gran medida la concentración de las moléculas y las organizó de una manera que hizo que reaccionaran más fácilmente. Las enzimas aceleran las reacciones químicas de manera similar, al confinar las moléculas que reaccionan dentro de un bolsillo.

Aunque antes se han creado grupos de nanopartículas que contienen espacios vacíos, la ventaja del método del Instituto Weizmann es que los grupos son dinámicos y reversibles, por lo que las moléculas se pueden insertar y liberar a pedido. Los grupos se autoensamblan cuando las nanopartículas se exponen a la luz ultravioleta, pero la exposición a la luz regular hace que se desmonten, para que las mismas nanopartículas se puedan reutilizar en numerosos ciclos. Es más, los científicos descubrieron que al decorar sus nanopartículas con una mezcla de diferentes productos químicos, podrían atrapar moléculas dentro de los nanofrasco de una manera muy selectiva. Por ejemplo, a partir de una mezcla de moléculas en forma de espiral, podrían hacer que las espirales zurdas o derechas queden atrapadas, una habilidad que puede ser particularmente importante para la síntesis de fármacos.

Para uso industrial futuro, los nanofrasco pueden resultar útiles para acelerar numerosas reacciones químicas, como las reacciones de polimerización necesarias para la fabricación de plásticos. El método también podría aplicarse un día en la administración del fármaco. El fármaco se administraría dentro de nanofrascos al órgano diana y se liberaría en el momento requerido cuando los nanofrascos se desmontarían al exponerse a la luz.