Por primera vez, Los ingenieros de Friedrich-Alexander Universität Erlangen Nürnberg (FAU) han logrado producir celosías cristalinas complejas, los llamados clatratos, a partir de nanopartículas utilizando hebras de ADN. La síntesis programada de clatratos representa una plantilla para el modelado de precisión de nanomateriales novedosos. Estos hallazgos se han publicado recientemente en la aclamada revista Ciencias .

El ADN es el modelo de la vida biológica:contiene toda la información hereditaria y la disposición de sus pares de bases determina la estructura de los aminoácidos y, en última instancia, de todo el organismo. Desde hace algunos años Los científicos han estado utilizando el potencial de estructuración del ADN en otras disciplinas como la informática o para crear nuevos materiales a escala nanométrica. En colaboración con los principales expertos en nanotecnología del mundo de la Universidad de Michigan y la Universidad North Western, Los ingenieros de FAU han abierto una nueva era en la síntesis de material programado por ADN. El equipo ha logrado reordenar cristales de oro en forma de pirámide para formar compuestos complejos de clatrato.

El ADN determina la estructura reticular

Para el proceso de síntesis, los cristales de oro de 250 nanómetros, que en el experimento representan átomos que pueden formar clatratos, se mantienen en una suspensión que se complementa con ADN artificial. 'Las hebras de ADN se adhieren a las partículas de oro y las mueven a una determinada posición durante un proceso de autoensamblaje, 'explica el profesor Michael Engel, miembro del Instituto de Simulación Multiescala. 'Dependiendo de la longitud de las secuencias de ADN y la disposición de los pares de bases, se forman diferentes estructuras de celosía tridimensional. A través de la programación del ADN, podemos determinar más o menos la estructura de la red cristalina de una manera muy precisa ”.

Clatratos:jaulas nucleares con una amplia gama de aplicaciones

Los clatratos son de particular interés en el campo de la investigación de materiales porque están compuestos por jaulas nucleares en las que otras sustancias, generalmente gases, se puede incrustar. 'La producción controlada de clatratos coloidales abre una amplia gama de posibles aplicaciones, 'dice Michael Engel. "Los materiales podrían usarse para reconocer proteínas o virus y la manipulación dirigida de ciertos parámetros de la red cristalina puede conducir a propiedades del material que no se pueden lograr en cristales coloidales más simples".