Fristående nanopartikelfilmer är av stort intresse för tekniska tillämpningar, såsom utveckling av nanoelektroniska enheter. I journalen Angewandte Chemie , Koreanska forskare har introducerat mycket flexibla och stabila monoskikt av guldnanopartiklar tillverkade av en självmonteringsprocess baserad på proteinaggregation. Filmerna användes för att belägga skivor upp till 10 cm i diameter.
Framgången för denna nya strategi bygger på ett litet protein som kallas α-synuclein, som är ansvarig för reglering av dopaminfrisättning i hjärnan, bland annat. Felaktigt vikta former av detta protein, som aggregerar till dåligt lösliga fibrilstrukturer, verkar vara involverade i utvecklingen av neurodegenerativa sjukdomar som Parkinsons. Lika förödande som detta felvikande protein är för hjärnan, det har visat sig vara ganska användbart vid produktion av omfattande filmer gjorda av guldnanopartiklar.
För att producera dessa nya filmer, forskare som arbetar med Seung R. Paik (Seoul National University) förstärkte guld nanopartiklar med α-synuclein. De adsorberar sedan proteinerna på en polykarbonatyta som har rengjorts genom behandling med syreplasma. Proteinerna binder till denna yta särskilt bra och bildas så småningom för att bilda ett tätt packat monoskikt av guldnanopartiklar som hålls samman genom ospecifika interaktioner mellan proteinerna. I det sista steget, polykarbonatstödet löses bort med kloroform. På samma gång, detta lösningsmedel utlöser också felveckning av proteinerna, vilket gör att de kan aggregera tätt och specifikt, ger de fristående monoskikten nödvändig stabilitet-även efter att de har torkat. I motsats till tidigare beskrivna metoder, denna teknik kan producera filmer med dimensioner som når millimeter och centimeter intervall, såsom en 4 tums skiva.
Färgen på de transparenta filmerna beror på storleken på de använda guldpartiklarna:10 nm partikelfilmer är ljusrosa, 20 nm partikelfilmer är lila, och de som är gjorda av 30 nm partiklar är mörkblå. Filmerna är så flexibla att de kan skrynklas ihop och sedan slätas ut igen i en vätska. De kan också omsluta runda objekt, såsom kiseldioxidkulor, utan att riva.
Forskarna kunde dessutom använda litografiskt förberedda ytor för att göra filmer med hålmönster. Sekventiell adsorption på stödet gjorde det också möjligt för dem att göra filmer med ett färgmönster tillverkat av nanopartiklar av två olika storlekar.
Forskarna hoppas kunna lägga till en mängd olika funktioner i sina filmer, genom att använda magnetiska nanopartiklar eller kvantprickar, till exempel. Potentiella tillämpningsområden inkluderar elektroniska komponenter, ultratunna skärmar, och biokompatibla sensorer för in vivo observation av organ och vävnader. De förväntar sig att dessa filmer ska användas för att inte bara kontrollera cellulär aktivitet som cancerbehandling, men också cell-till-maskin-gränssnitt inom områdena neurovetenskap och robotik.
