گروهی از محققان آمریکایی با استفاده از مواد فعال سطحی راهکار جدیدی برای تولید نانوبلورها با شکل قابل پیش‌بینی ارائه کرده‌اند. این مواد مولکول‌های زیستی هستند که می‌توانند به‌صورت انتخابی به وجه خاصی از سطح بلور متصل شوند.
ابداع روشی جدید برای مهندسی کنترل‌شده نانوبلورها
در حال حاضر حدود ۲۰ درصد از تولیدات صنعتی جهان مبتنی بر کاتالیزورها
هستند. نفت، داروها، پلاستیک‌ها و محصولات بی‌شمار دیگری با استفاده از
کاتالیزورها تولید می‌شوند.
بسیاری از محققان در تلاشند تا کاتالیزورهای کاراتری تولید کرده و بدین‌وسیله
مصرف انرژی و میزان آلاینده‌ها را کاهش دهند. دکتر یو هوآنگ، استادیار علوم
و مهندسی مواد در دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس (UCLA) و همکارانش با
استفاده از مواد فعال سطحی راهکار جدیدی برای تولید نانوبلورها با شکل قابل
پیش‌بینی ارائه کرده‌اند. این مواد مولکول‌های زیستی هستند که می‌توانند به‌صورت
انتخابی به وجه خاصی از سطح بلور متصل شوند.
در مقیاس نانو ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مواد به شکل و اندازه آنها بستگی
دارد. هدف نهایی محققان، مهندسی منطقی مواد برای به‌دست آوردن ساختارهای
قابل برنامه‌ریزی و ویژگی‌های قابل پیش‌بینی است تا بدین‌وسیله به
عملکردهای مطلوب دست یابند. با این حال هنوز نانوبلورها با استفاده از روش
آزمایش و خطا و با بهره‌گیری از مولکول‌های غیراختصاصی به‌عنوان مواد فعال
سطحی سنتز می‌شوند.
روش خلاقانه این گروه تحقیقاتی می‌تواند
موجب تغییر این وضعیت شود؛ با استفاده از این روش می‌توان نانوبلورهایی با
شکل دلخواه و در نتیجه ویژگی کاتالیزوری مطلوب تولید نمود.
چین یی چیو، یکی از محققان این کار می‌گوید: «در این مطالعه ما توانستیم
مولکول‌های زیستی خاصی را شناسایی کنیم که می‌توانند سطح مورد نظر یک بلور
را تشخیص داده و نانوبلورهایی ایجاد کنند که سطح خاصی از آنها پوشیده شده
است؛ بدین‌ترتیب می‌توان شکل نانوبلور را کنترل کرد. زیست‌مولکول‌هایی که
ما استفاده کردیم، از توالی‌های پپتیدی تشکیل شده‌اند».
هوآنگ می‌گوید: «می‌تواند از مولکول‌های زیستی مختص یک وجه برای هدایت رشد
نانوبلورها بهره برد و مهم‌تر اینکه ما می‌توانیم این کار را به شکل قابل
پیش‌بینی انجام دهیم. این یک گام اولیه است، اما ما توانسته‌ایم با یافتن
اختصاصی‌ترین و انتخابگرترین توالی پپیتیدی از طریق یک فرایند انتخابی
منطقی بر چالش‌های بزرگی غلبه کنیم».
این گروه تحقیقاتی با استفاده از یک کتابخانه فاژ (“phage”) که انواع مختلفی
از توالی‌های پپتیدی را تولید می‌کند، کار خود را آغاز کردند. سپس توانستند
انتخابگری توالی‌های پپتیدی را روی سطوح مختلف بلور شناسایی کنند.
بنابرگفته محققان، گام بعدی درک اتفاقات سطح تماس و توانایی توصیف
ویژگی‌های این سطح است.
چیو می‌گوید: «همیشه علاقه‌مند بوده‌ام تا از فرایند انتخابگری ذاتی طبیعت
الهام گرفته و از آن در تحقیقات خود استفاده کنم».
جزئیات این تحقیق در مجله Nature Chemistry منتشر شده است.
