Ученые разработали молекулу, которая может направлять атомы золота для формирования идеальных наноразмерных звезд. Эта работа поможет контролировать структуру металлических наночастиц и создавать передовые материалы с настраиваемыми свойствами.

Результаты исследования опубликованы в журнале Angewandte Chemie.

Металлические наноматериалы обладают интересными оптическими свойствами, называемыми плазмонными, говорит Чун-Лонг Чен, один из исследователей. В частности, уже известно, что металлические наноматериалы в форме звезды могут быть полезны при обнаружении патогенных бактерий.

Чтобы создать эти поразительные наночастицы, команда тщательно настроила последовательности пептоидов, программируемого синтетического полимера, подобного белку.

«Пептоиды предлагают уникальное преимущество в достижении контроля на молекулярном уровне», — считают исследователи.

Они скрепляют мелкие частицы золота, образуя пятикратно сдвоенные частицы Au в форме звезды, имеющей пять правильных точек, одновременно стабилизируя грани кристаллической структуры.

Золотые наночастицы в форме звезды

Ученые из Тихоокеанской северо-Западной национальной лаборатории Министерства энергетики (PNNL) и Вашингтонского университета (UW) использовали передовую просвечивающую электронную микроскопию (TEM), чтобы «увидеть» образование звезд в растворе на наноуровне. Этот метод позволил получить глубокое механистическое понимание того, как пептоиды управляют процессом, и раскрыл роль прикрепления частиц и стабилизации граней в управлении формой.

Собрав свое наномасштабное созвездие, исследователи затем использовали моделирование молекулярной динамики, чтобы зафиксировать уровень детализации, который невозможно получить из экспериментов, и объяснить, почему конкретные пептоиды контролировали формирование идеальных звезд.

«Вам нужно иметь понимание на молекулярном уровне, чтобы сформировать эту красивую звездообразную частицу с интересными плазмонными свойствами», — сказал Чен.

Моделирование может построить теоретическое понимание того, почему определенные пептоиды создают определенные формы.