C помощью полимерных нанокистей китайские исследователи смогли «нарисовать» 3D шедевра Леонардо да Винчи – «Моны Лизы».

Быстрая и дешевая методика, которая обладает значительным преимуществом в сравнении с существующими, основанными на поддерживании определенного расстояния между полимерными системами-нанощетками, может привести к созданию новых технологий направленных на решение разнообразных задач – от изготовления микросхем для компьютеров до исследования стволовых клеток.

Рис. 1. Исследователи из Китая раскрыли свою
творческую натуру, «нарисовав» Мону Лизу с
помощью полимерных нанощеток. (Рисунок из
Angew. Chem. Int. Ed., 2011,
DOI: 10.1002/anie.201102518).

Структурирование поверхности важно во многих областях науки, включая разработку электронных систем и медицинских устройств. Полимерные наносистемы без особых проблем могут быть изготовлены в 2D, однако, для получения более сложных систем, которые можно было бы использовать в биоинженерии, необходимо создание 3D-структур, получение которых представляет собой более сложную задачу.

Цзыцзянь Чжэн (Zijian Zheng)с коллегами из Политехнического Университета Гонконга разработали простой метод получения 3D-полимерных структур, для демонстрации возможности из полученных по новой методике полимерных нанокистей они создали изображение Джоконды.

Чжэн поясняет, что наиболее важно то открытие, что расстояние между нанокистями определяет морфологические свойства всей структуры. Когда соседние нанокисти достаточно сближены, высота кистей зависит от расстояния между ними в результате взаимодействия полимерных цепей. Таким образом, появляется возможность создания системы с любой 3D-морфологией за счет точного позиционирования отдельных нанокистей в системе.

Чтобы создать изображение Джоконды, исследователи создали шаблон исходя из растрового изображения, полученного из репродукции картины, выполненной в серых тонах. Строительный блок- нанокисть прикреплялся к поверхности субстрата в том месте, где на изображении присутствовал белый пиксель, в месте положения черного пикселя оставалось свободным от полимерной щетки. При наличии большого расстояния между нанокистями дальнейшая полимеризация не происходила, однако нанокисти, разделенные небольшим расстоянием, взаимодействовали друг с другом с образованием более плотных 3D-архитектур.