Cząsteczki rosnące w kształcie mikrorurek [video]

Zespół naukowców z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis pod przewodnictwem Srikanth Singamaneni odkrył mechanizm, w którym małe, pojedyncze cząsteczki spontanicznie rosną do wielkości centymetrowej mikrorurki w temperaturze ok. -15 st. C. Proces ten zbadano za pomocą mikroskopów i spektroskopów w skali od nano- do mikro-, a wyniki opisano w czasopiśmie „Small".

Wyjaśnienie przypadkowego odkrycia zajęło ok. 6 miesięcy. Podczas badań zaobserwowano hierarchiczną samoorganizację się bloków cząsteczkowych zainicjowaną z jednego małego kryształu cząsteczkowego i napędzaną siłami włoskowatymi działającymi na wodę.

Proces samoorganizacji, w którym chaotycznie rozmieszczone cząstki układają się w uporządkowaną strukturę jest jednym z obszarów zainteresowań naukowców budujących mikro- i nanostruktury, systemy funkcjonalne i subsystemy, które znalazłyby zastosowanie w elektronice, optyce i medycynie.

Do przeprowadzenia eksperymentu naukowcy użyli p-aminotiofenolu i dwusiarczku p-aminofenylu, które dodano do wody z niewielką ilością etanolu. W pierwszej kolejności zaobserwowano, że cząsteczki złożyły się do nanopęcherzyków, a następnie utworzyły długie na 1 centymetr mikrorurki z przytwierdzonymi do nich pęcherzykami, które z czasem były włączane do struktury mikrorurki powodując jej wydłużenie i poszerzenie. Cały proces trwał poniżej minuty, a prędkość wzrostu była na poziomie 20 mikronów na sekundę.

Poniżej film jaki zarejestrowano podczas eksperymentu:

Singmaneni twierdzi, że w ten sposób można będzie w przyszłości z małych cząsteczek otrzymywać tak cenne makrocząsteczki jak białka, przeciwciała i antybiotyki oraz tworzyć mikrorurki wypełnione cząsteczkami o funkcjach biologicznych.

(pj)