Ученые из университета Аальто в Финляндии создали кристаллические структуры, составленные из наночастиц естественного и искусственного происхождения. В качестве наночастиц естественного происхождения выступали части вирусов определенного типа и другие белковые молекулы, а в роль неорганических частиц играли наночастицы из золота и оксида железа. В результате у ученых получились прозрачные кристаллообразные слоистые структуры, получившие название суперрешетки (superlattices), метаматериалы, обладающие целым рядом уникальных магнитных, химических и оптических свойств.

«Производя биогибридные трехмерные суперрешетки, состоящих из наночастиц и белков, чередующихся в определенном порядке, мы получаем конечный метаматериал, свойства которого являются комбинацией известных заранее свойств его компонентов. А используя компоненты с известными свойствами, мы сможем в будущем проектировать и создавать материалы, обладающие целым набором невероятных и уникальных свойств» – рассказывает доктор Маури Костьайнен (Dr Mauri Kostiainen), ученый из Отдела прикладной физики университета Аальто, под руководством которого проводились данные исследования.

Ученые продемонстрировали, что

фрагменты вируса или молекулы белка ферритина могут использоваться для сборки суперрешеток из молекул РНК и наночастиц из оксида железа, которые приобретают уникальные магнитные свойства благодаря взаимодействию с золотыми наночастицами, несущими электростатический электрический заряд.

«Золотые наночастицы и фрагменты вирусов формируют уникальный вид кристаллической решетки, у которой нет аналога среди известных атомарных или молекулярных кристаллических структур. Такого мы не смогли добиться бы, если бы использовали только неорганические наночастицы» – рассказывает доктор Костьайнен.

Проводя свои исследования, ученые стремятся к реализации возможности создания иерархически структурированных «слоеных» наноматериалов, имеющих заранее рассчитанные оптические, магнитные, электронные, каталитические и другие свойства.

Подобные материалы, в случае успешного их создания, могут найти широкий ряд применений в областях оптики, электроники, медицины и для создания всевозможных высокочувствительных датчиков, способные реагировать на изменения различных физических и химических параметров.