Kemister från har skapat ett nytt material som självmonteras till 2D-nätverk på ett förutsägbart och reproducerbart sätt. Materialet har en rad nya egenskaper, vilket innebär att det kan ha många tillämpningar – även om det kommer att ta tid och betydande utforskning för att avgöra hur det bäst kan användas.

Viktigt, forskningen ger ett mycket sällsynt exempel på "bottom-up" materialskapande; det är extremt utmanande att utöva kontroll över ett självmonterande material så att kemister på ett tillförlitligt sätt kan förutsäga och reproducera dess struktur beroende på miljön det befinner sig i – men Trinity-teamet har gjort just det.

Dessutom, forskare har länge varit intresserade av att utveckla anjonbaserade självsammansättningar eftersom de har stor potential att ta bort farliga och förorenande molekyler från miljön. Dock, att arbeta med anjoner (joner med negativ laddning) snarare än katjoner (joner med positiv laddning) är molekylärt utmanande av flera skäl.

Senior författare till forskningen, Thorfinnur Gunnlaugsson, Professor i kemi vid Trinity, sa:

"Anjoner är utbredda i vår värld, med många av dem som utför specifika roller i naturen – för både levande och livlös materia. Men, eftersom dessa processer ofta förmedlas av specificitet, när några förändringar inträffar i dessa interaktioner kan resultaten vara till skada för liv och miljö. Av denna anledning, vi har alltid varit intresserade av att få en djup förståelse för hur dessa molekyler binder samman med det slutliga målet att imitera hur proteiner och enzymer interagerar med anjoner i naturen.

Att försöka skapa ett material som gör precis vad du tror att det ska – och vad du behöver det till – i olika miljöer är otroligt utmanande eftersom miljöer sällan alltid är stabila. Det är något av en mörk konst, men efter en enorm mängd arbete har vi framgångsrikt skapat något som bildar en kontrollerad, hierarkiskt 2D-nätverk, och vi kan förutsäga exakt hur det kommer att se ut i olika miljöer."

Bygger på deras tidigare arbete, teamet "omformade" en ligand (ett ämne som bildar ett komplex med en molekyl för att tjäna ett biologiskt syfte) genom att mixtra med dess molekylära struktur så att istället för att fånga sulfatjoner och hålla dem i burliknande strukturer, den använder dem istället som lim för att göra deras välordnade 2D-material.

Deras banbrytande arbete stöddes av Science Foundation Ireland och innebar ett samarbete med forskare vid MacDiarmid Institute for Advanced Materials and Nanotechnology vid University of Canterbury. Det beskrivs i internationellt uppmärksammad tidskrift Chem .

Teamet är nu glada över att utforska egenskaperna hos det nya materialet för att överväga potentiella tillämpningar i den stora världen. Det är möjligt att det kan påverka hälsan genom riktad läkemedelsleverans (det är biologiskt kompatibelt); vid tryckning eller i en miljö som använder geler; eller till och med i elektronikens värld, där nya material utses som nyckeln till batterier som håller längre och förbättrad prestanda för högvärdiga varor.

Professor Mick Morris, Direktör för forskningscentret SFI AMBER som är värd i Trinity, Lagt till:

"Potentialen i detta arbete kan inte undervärderas. Det representerar många års arbete och människor i professor Gunnlaugssons laboratorium för att utveckla kemiska metoder för att syntetisera komplexa material genom design - vilket gör att de kan tillämpas på många områden. Detta arbete är en viktig del av vårt program i AMBER, att låta centret ta itu med utmaningar som vi en gång har funnit omöjliga."