Loppet går vidare för att hitta tillverkningstekniker som kan ordna molekylära och nanoskala objekt med precision.

Ingenjörer vid University of California, Riverside, har förändrat ett virus för att ordna guldatomer till sfäroider som mäter några nanometer i diameter. Fyndet kan göra produktionen av vissa elektroniska komponenter billigare, lättare, och snabbare.

"Naturen har samlat komplex, mycket organiserade nanostrukturer i årtusenden med precision och specificitet som är mycket bättre än de mest avancerade tekniska tillvägagångssätten, "sa Elaine Haberer, en professor i el- och datateknik vid UCR:s Marlan och Rosemary Bourns College of Engineering och seniorförfattare till tidningen som beskriver genombrottet. "Genom att förstå och utnyttja dessa möjligheter, Denna extraordinära nanoskala precision kan användas för att skräddarsy och bygga mycket avancerade material med tidigare ouppnåelig prestanda. "

Virus finns i en mängd olika former och innehåller ett brett spektrum av receptorer som binder till molekyler. Genom att genetiskt modifiera receptorerna för att binda till joner av metaller som används i elektronik får dessa joner att "klibba" sig till viruset, skapa ett objekt av samma storlek och form. Detta förfarande har använts för att producera nanostrukturer som används i batterielektroder, superkondensatorer, sensorer, biomedicinska verktyg, fotokatalytiska material, och solceller.

Virusets naturliga form har begränsat utbudet av möjliga metallformer. De flesta virus kan ändra volym under olika scenarier, men motstå de dramatiska förändringar av deras grundläggande arkitektur som skulle tillåta andra former.

M13 -bakteriofagen, dock, är mer flexibel. Bakteriofager är en typ av virus som infekterar bakterier, I detta fall, gramnegativa bakterier, såsom Escherichia coli, som är allestädes närvarande i matsmältningskanalen hos människor och djur. M13 -bakteriofager genetiskt modifierade för att binda med guld används vanligtvis för att bilda långa, gyllene nanotrådar.

Studier av infektionsprocessen för M13 -bakteriofagen har visat att viruset kan omvandlas till en sfäroid vid interaktion med vatten och kloroform. Än, tills nu, M13 -sfäroiden har varit helt outforskad som en nanomaterialsmall.

Habers grupp lade till en guldjonlösning till M13 -sfäroider, skapa guld nanobeads som är taggiga och ihåliga.

"Nyheten i vårt arbete ligger i optimering och demonstration av en viral mall, som övervinner de geometriska begränsningarna i samband med de flesta andra virus, "Sade Haberer." Vi använde en enkel konverteringsprocess för att få M13 -viruset att syntetisera oorganiska sfäriska nanoshells tiotals nanometer i diameter, samt nanotrådar som är nästan 1 mikron långa. "

Forskarna använder guldnanobeadarna för att avlägsna föroreningar från avloppsvatten genom förbättrat fotokatalytiskt beteende.

Arbetet förbättrar nyttan av M13 -bakteriofagen som en byggnadsställning för nanomaterialsyntes. Forskarna tror att transformationsschemat för M13 -bakteriofagmall som beskrivs i artikeln kan utökas till relaterade bakteriofager.

Pappret, "M13 bakteriofag sfäroider som byggnadsställningar för riktad syntes av spikiga guld nanostrukturer, "publicerades i 21 juli -numret av Nanoskala .