تولید نانوخوشههایی که دارای خواص کاتالیستی
محققان دانشگاه کرنل با تقلید از زیستمولکولها موفق به ساخت نانوخوشهها شدند. سیستمهای زیستی در هر شکل، اندازه و ساختار بهوجود میآیند. برخی از این ساختارها که در پروتئینها، RNA و DNA یافت میشوند از طریق فعل و انفعالات مولکولی پیچیده تشکیل میشوند که به سادگی با مواد معدنی قابل کپی کردن نیست.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی ریچارد رابینسون، دانشیار علوم و مهندسی مواد، راهی برای اتصال و انباشت نانوخوشههایی از مولکولهای مس ارائه کردند که میتواند خودآرایی کرده و از این ساختارهای زیستبوم پیچیده در مقیاسهای مختلف تقلید کند.
این خوشههای پلتفورمی برای توسعه خواص کاتالیستی جدید فراهم میکنند که فراتر از آنچه که مواد سنتی ارائه میدهند، خواهد بود.
هسته این نانوخوشهها به دو کلاهک مسی متصل شده که با مولکولهای اتصالی ویژهای مرتبط هستند که به آنها لیگاند گفته میشود. لیگاندها ساختاری شبیه به تیغههای پروانه زاویهدار هستند.
نتایج این پروژه در قالب مقالهای در نشریه Journal of the American Chemical Society به چاپ رسیده است.
رابینسون از محققان این پروژه میگوید: «فقط اینکه بتوانیم خوشههای معدنی را تولید کنیم و دقیقا موقعیتهای اتمی را بیابیم، حوزهای بسیار جدید است چرا که خوشههای اتمی به آسانی به بلورهای سازمانیافته مانند مولکولهای آلی متصل نمیشوند. ما دریافتیم که ساختار سلسله مراتبی عجیبی در این ساختار وجود دارد. این کار میتواند درک اساسی ما را در مورد چگونگی آرایش سیستمهای زیستبوم مانند پروتئینها برای ایجاد یک ساختار ثانویه بهبود دهد و با این کار ما فرصت بهدست میآوریم تا چیزی ایجاد کنیم که از سیستمهای زنده تقلید شدهاست.»
این نانوخوشهها دارای سه سطح سازمانی با طراحی متقارن و اتصالی هستند. ماهیت انعطافپذیری خوشهها آنها را بهعنوان گزینهای بالقوه برای فرآیندهای متابولیکی و آنزیمی و همچنین تسریعکننده در واکنشهای شیمیایی تبدیل میکند. این گروه قصد دارند همین فرآیند را برای دیگر فلزات نیز به کار ببرند.
