Ett team av forskare från Hokkaido University har utvecklat en mångsidig metod för att mönstra strukturen av "nanotrådar, " tillhandahåller ett nytt verktyg för utveckling av nya nanoenheter.

Det har funnits ett stort intresse över hela världen för mönstring av funktionaliserade nanotrådar - som utmärker sig både i halvledning och som katalysatorer - på grund av den potentiella tillämpningen av sådana material i nanoenhetskonstruktion. Att etablera ett mångsidigt tillvägagångssätt för att göra funktionaliserade nanotrådar, med ett särskilt behov av att kontrollera rumslig mönstring, har setts som väsentligt.

Laget, ledd av professor Kazuyasu Sakaguchi vid naturvetenskapliga fakultetens institution för kemi, hade tidigare utvecklat en effektiv metod, namngivna strukturkontrollerbara amyloidpeptider (SCAPs), för att kontrollera självmontering av amyloidpeptider, som är byggstenarna i nanotrådar och även känd som den orsakande molekylen för Alzheimers sjukdom. I den senaste forskningen, teamet kombinerade SCAPs med malltillväxt av fibrill – en distinkt kvalitet hos amyloidpeptider – och lyckades bilda nanotrådar med tandemdomänstrukturer eller en enda nanotråd som sträcker sig från en specifik utgångspunkt.

För att skapa tandemstrukturen, SCAPs-metoden användes för att göra initiala amyloidfibriller – markerade av grön fluorescens – som användes som mall, och att tillåta en annan typ av amyloidpeptid – markerad med röd fluorescens – sträcka sig från startfibrillerna. Analys visade ett tandemutbyte på 67 %, tre gånger högre än effektivitetsutbytet från tidigare studier. Dessutom, några geometriska mönster kunde urskiljas i tandemstrukturerna, vars andel skulle kunna kontrolleras genom att justera peptidblandningsförhållandet.

Vidare, genom att fästa mallfibriller till guldnanopartiklar placerade på substratytan genom molekylär igenkänning, så att nya fibriller kan sträcka sig från mallen, forskarna lyckades bilda en enda nanotråd på en specifik plats. Att uppnå den här typen av avancerad mönsterkontroll är en världsnyhet.

Denna metod är tillämplig på självmontering av nanotrådar för nanoelektroder skapade med litografi. "Det kan också användas för att förbereda en mängd olika fibrillmönster och därmed öppna nya vägar för utveckling av nya självmonterade nanoenheter, " sa professor Sakaguchi.