Forskare i Japan och USA har utvecklat en ny teknik för att effektivt skapa funktionaliserade nanotrådar för första gången någonsin.

Prof. Sakaguchi och hans team på Graduate School of Science, Hokkaido universitet, tillsammans med MANA PI Prof. Kohei Uosaki och en forskargrupp från University of California, Santa Barbara, har framgångsrikt utvecklat en ny teknik för att effektivt skapa funktionaliserade nanotrådar för första gången någonsin.

Gruppen fokuserade på den naturliga benägenheten hos amyloidpeptider, molekyler som tros orsaka Alzheimers sjukdom, att självmontera till nanotrådar i en vattenlösning och kontrollerade denna molekylära egenskap för att uppnå sin bedrift.

Funktionaliserade nanotrådar är extremt viktiga i konstruktionen av nanoenheter eftersom de lovar att användas som integrerade kretsar och för att skapa nya egenskaper, som ledningsförmåga, katalysatorer och optiska egenskaper som härrör från deras fina struktur. Dock, några har anmärkt på de tekniska och ekonomiska begränsningarna för den mikrotillverkningsteknik som krävs för att skapa dessa strukturer. Under tiden, molekylär självorganisering och funktionalisering har uppmärksammats inom området för nästa generations nanoteknikutveckling. Amyloidpeptider, som tros orsaka Alzheimers sjukdom, besitter förmågan att självmontera till mycket stabila nanotrådar i en vattenlösning. Med fokus på detta, forskargruppen blev först med att framgångsrikt utveckla en ny metod för att effektivt skapa en multifunktionell nanotråd genom att kontrollera denna molekylära egenskap.

Teamet designade en ny peptid som heter SCAP, eller strukturkontrollerbar amyloidpeptid, avslutas med ett lock med tre aminosyror. Genom att kombinera flera SCAPs med olika lock, teamet fann att självorganisering är mycket kontrollerad på molekylär nivå. Med denna nya kontrollmetod, teamet bildade en molekylär nanotråd med det största bildförhållande som någonsin uppnåtts. Dessutom, de gjorde modifieringar med hjälp av olika funktionella molekyler inklusive metaller, halvledare och biomolekyler som framgångsrikt producerade en funktionaliserad nanotråd av extremt hög kvalitet. Går framåt, denna metod förväntas bidra väsentligt till utvecklingen av nya nanoenheter genom sin tillämpning på ett brett spektrum av funktionella nanomaterial med självorganiserande egenskaper.