ساخت ورقه‌های مولکولی

محققان آزمایشگاه برکلی موفق به ساخت بلورهای دوبعدی پلیمری شده‌اند که در آب
خودآرایی می‌دهد. این ورقه‌های خودآرا از پپتیدهایی به وجود آمده‌اند که
می‌توانند همانند پروتئین‌ها تا خورده، شکل بگیرند.

نانوساختارهای دوبعدی کاغذی‌شکل از جمله موادی هستند که در سیستم‌‌های زیستی
نظیر غشا‌های سلولی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از طرفی خواص منحصربه‌فرد این
مواد موجب شده تا همانند گرافن مورد توجه دانشمندان قرار گیرد. محققان
آزمایشگاه برکلی، نوعی نانوورقه‌های دوبعدی ساخته‌اند که هر ورقه از آن ضخامتی
به اندازه ی ۲ مولکول دارد؛ در حالی که مساحت آن به چند میکرومتر مربع می‌رسد؛
همانند یک ورقه ی مولکولی که می‌توان آن را با چشم غیر مسلح هم دید. برخلاف
دیگر پلیمرها، واحدهای سازنده‌ی این ساختارها دارای قابلیت تفسیر شدن هستند که
این مسئله موجب می‌شود که بتوان ویژگی‌های این ساختار را بر حسب نیاز و دقت
بالا تغییر داد؛ برای مثال این نانوورقه‌ها را می‌توان برای کنترل جریان
مولکولی یا بستری برای شناسایی مواد شیمیایی و زیستی به‌کار گرفت.

یافته‌های محققان در این پروژه، پلی است میان پلیمرهای طبیعی و نمونه‌های سنتزی
آنها، که به‌عنوان مشکلی اساسی در علم نانو محسوب می‌شود. یکی از محققان این
پروژه می‌گوید: «ما اکنون قادریم تا اطلاعات توالی بنیادین را از پروتئین‌ها به
پلیمرهای غیر طبیعی ترجمه کنیم که نتیجه‌ی آن تعداد بسیار نانومواد سنتزی با
قابلیت تعیین ساختار دلخواه اتمی است.»

واحد‌های سازنده‌ی پلیمرهای پپتیدی بسیار ارزان و قابل دسترس بوده؛ به‌طوری که
می‌توان مقادیر انبوهی از آنها را تولید کرد که این خود مزیتی نسبت به روش‌های
دیگر سنتز به شمار می‌رود. زوکرمن (رهبر این گروه تحقیقاتی) و همکارانش اقدام
به تهیه‌ی یک مجموعه‌ای از مواد پپتیدی کردند. بعد از تست بسیاری از آنها و
ترکیبی از آنها، به ترکیبی رسیدند که می‌توانست به خودی خود در آب نانوورقه‌ای
را تشکیل دهد.

در نهایت این گروه در «مرکز ملی میکروسکوپ الکترونی» موفق به مشاهده‌ی اولین
زنجیره‌ی پلیمری منفرد موجود در مواد پپتیدی شدند و با این کار ثابت کنند که
این زنجیره‌ها درون نانوورق با دقت و ترتیب مشخصی چیده شده‌اند. علاوه براین،
مواد ساخته‌شده در برابر بمباران الکترونی در طول تصویربرداری پایدار باقی
می‌ماند.

با ایجاد توانمندی ساخت این پلیمرها که تولید آنها از طبیعت الهام گرفته
شده‌است، می‌توان از آنها در ساخت غشاهای بسیار بزرگ استفاده کرد. این مواد
جدید مصداق بارزی از تقلید از طبیعت است که می‌تواند منجر به تولید محصولات
متعددی گردد.

این مقاله در نشریه‌ی Journal nature Materials به چاپ رسیده‌است.