Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) в Швейцарии совершили прорыв в области наномолекулярного дизайна, обнаружив, что гибкость на стыке молекул играет ключевую роль в их самоорганизации в кристаллические супрамолекулярные сети. Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemistry, показывает, что жесткость в месте соединения молекул важнее, чем сила химических связей.
Маартье Бастингс, руководитель лаборатории программируемых биоматериалов (PBL) в EPFL, объясняет, что шестиугольные сетевые структуры широко распространены в природе, например, в пчелиных сотах. Ученые использовали наноинженерные нити ДНК, чтобы изучить факторы, контролирующие формирование таких сетей.
Команда, включая исследователей из лаборатории био- и наноинструментации (LBNI) под руководством Георга Фантнера, изменяла гибкость "рук" ДНК-звезд и наблюдала, как это влияет на формирование сетей. Жесткие "руки" образовывали стабильные шестиугольные сети, тогда как гибкие — нет. Моделирование показало, что жесткие "руки" чаще выравниваются параллельно, что облегчает соединение молекул.
Это открытие может найти применение в клеточной нанотерапии, спинтронике и предотвращении таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера. Контролируя гибкость на стыке молекул, ученые смогут проектировать белки для самосборки или разрушать нежелательные сети, такие как амилоидные бляшки. Бастингс также предполагает, что это исследование повлияет на создание электроники следующего поколения через самосборку наномолекулярных сетей.
Исследование EPFL открывает новые горизонты в нанотехнологиях, показывая, что гибкость на стыке молекул может быть ключом к созданию сложных и функциональных структур. Это не только углубляет наше понимание молекулярной самоорганизации, но и предлагает новые инструменты для медицины и технологий будущего.