Under de senaste två decennierna, det har sagts att kolnanorör har löftet att omvandla en rad områden, från alternativ energi till läkemedelsleverans. Men att få det att hända har visat sig vara svårt, enligt Hicham Fenniri, en internationell ledare inom nanoteknik och ny professor vid Northeasterns College of Engineering.
"Kolnanorör är fascinerande material, sa Fenniri, som också fungerar som chef för Biomedical Engineering Research Center i Doha, Qatar. "De har fantastiska kemiska och fysikaliska egenskaper, men de är utmanande ur en syntetisk synvinkel." Kontrollerar deras storlek, renhet, och elektriska egenskaper, han förklarade, är bara några av de utmaningar som står i vägen för att förverkliga materialets högvärdestillämpningar.
I början av 90-talet, Fenniri bestämde sig för att ta saken i egna händer. "Jag tänkte, hur kan vi utveckla ett material från grunden så att vi kan kontrollera alla dessa egenskaper, " sa han. Sedan dess, hans arbete har lett till utvecklingen av världens första självmonterande organiska nanorör, en signaturprestation som etablerade honom som en av fältets ledande innovatörer.
I motsats till kolnanorör, Fenniris verkligt organiska rör består inte bara av kol utan också andra element som utgör allt levande - syre, väte, kväve, och många andra. Rören är biokompatibla, vilket gör dem till ett utmärkt material att använda som en beläggning för ett medicinskt implantat eller som ett vehikel för läkemedelstillförsel. Fenniri använder dem också som komponenter i nya elektroniska och fotoniska enheter.
Historiskt sett, en ledande organisk supramolekylär nanotråd har varit ett svårfångat mål. Men de senaste åren, Fenniri och hans kollegor har arbetat hårt med att försöka använda sina nanorör som bärare för elektroner, precis som ledande metalltrådar gör;. Deras preliminära rapporter har bekräftat genomförbarheten av deras innovativa strategi. Den potentiella prestationen, han sa, skulle kunna förändra den alternativa energisektorn. Han undersöker också potentiella medicinska tillämpningar för sitt material, inklusive om de skulle göra effektiva antibakteriella medel.
"Med organisk kemi, du kan konstruera i princip vilken molekyl som helst genom en kombination av reaktioner och processer, "Fenniri förklarade. "Verkligen, du kan likna det vid ett schackspel:du kan titta på målmolekylerna och utforma en strategi för att nå dit."
Detta är precis det tillvägagångssätt som hans team tar i utvecklingen av nya applikationer för sina självmonterande nanorör, som består av mindre kemiska komponenter som har anpassats för att passa deras särskilda behov. Fenniri jämförde den syntetiska metoden med en uppsättning legoklossar – istället för olika färger har du olika kemi. Med denna arsenal av byggstenar och den naturliga tendensen hos molekyler att lyda vissa organisatoriska lagar, han vinner en mängd molekylära schackspel.
