(PhysOrg.com) - Revuelva este líquido transparente en un frasco de vidrio y no pasa nada. Agita este líquido y emergen láminas de estructuras similares a proteínas que flotan libremente, listo para detectar moléculas o catalizar una reacción. Este no es el último dispositivo del arsenal de James Bond; más bien, la última investigación de los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) del DOE que revela cómo se autoensamblan láminas delgadas de estructuras similares a proteínas. Este "sacudido, El mecanismo no agitado proporciona una forma de aumentar la producción de estas nanohojas bidimensionales para una amplia gama de aplicaciones. como plataformas para la detección, filtración y crecimiento de plantillas de otras nanoestructuras.

"Nuestros hallazgos nos dicen cómo diseñar dos dimensiones, materiales biomiméticos con precisión atómica en agua, "Dijo Ron Zuckermann, Director de la Instalación de Nanoestructuras Biológicas de la Fundición Molecular, una instalación para usuarios de nanociencia del DOE en Berkeley Lab. "Además, podemos producir estos materiales para aplicaciones específicas, como una plataforma para detectar moléculas o una membrana para filtración ".

Zuckermann, quien también es científico senior en Berkeley Lab, es pionero en el desarrollo de peptoides, polímeros sintéticos que se comportan como proteínas naturales sin degradarse. Su grupo descubrió previamente peptoides capaces de autoensamblarse en cuerdas a nanoescala, sábanas y mandíbulas, acelerando el crecimiento mineral y sirviendo como plataforma para detectar proteínas mal plegadas.

En este último estudio, el equipo empleó un abrevadero Langmuir-Blodgett, un baño de agua con paletas recubiertas de teflón en cada extremo, para estudiar cómo se ensamblan las nanohojas peptoides en la superficie del baño, llamada interfaz aire-agua. Al comprimir una sola capa de moléculas peptoides en la superficie del agua con estas paletas, dijo Babak Sanii, un investigador postdoctoral que trabaja con Zuckermann, "Podemos exprimir esta capa a una presión crítica y verla colapsar en una hoja".

“Conocer el mecanismo de formación de la hoja nos da un conjunto de reglas de diseño para hacer estos nanomateriales a una escala mucho mayor, ”Añadió Sanii.

Para estudiar cómo las sacudidas afectaron la formación de la hoja, el equipo desarrolló un nuevo dispositivo llamado SheetRocker para mover suavemente un vial de peptoides de vertical a horizontal y viceversa. Este movimiento cuidadosamente controlado permitió al equipo controlar con precisión el proceso de compresión en la interfaz aire-agua.

"Durante el temblor, la monocapa de peptoides esencialmente se comprime, empujando cadenas de peptoides juntas y exprimiéndolas en una nanoplaca. La interfaz aire-agua actúa esencialmente como un catalizador para producir nanoláminas con un rendimiento del 95%, ”Añadió Zuckermann. "Además, este proceso puede ser general para una amplia variedad de nanomateriales bidimensionales ".

Esta investigación se informa en un artículo titulado, "Sacudido, no agitado:colapso de una monocapa peptoide para producir flotación libre, nanohojas estables, ”Que aparece en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense ( JACS ) y disponible en JACS en línea. Los coautores del artículo con Zuckermann y Sanii fueron Romas Kudirka, Andrew Cho, Neeraja Venkateswaran, Gloria Olivier, Alexander Olson, Helen Tran, Marika Harada y Li Tan.