محققان با استفاده از ویروس و نانوذرات طلا، اقدام به تولید نانوسیم‌های ابرشبکه‌ای کردند. ویروس و نانوذرات با اعمال برهم‌کنش الکترواستاتیکی نقش مهمی در شکل‌گیری نانوذرات دارند.
تولید نانوسیم‌های ابرشبکه‌ای با استفاده از نانوذرات و ویروس
دستکاری و کنترل چیدمان اجزای یک ساختار همیشه برای محققان جالب بوده است. نانوذرات دارای پتانسیل بالایی برای ایجاد ساختارهای جدید هستند. یکی از دلایل جذابیت آن‌ها، وابستگی خواص به ابعاد در این نانوذرات است که خواص ابرمغناطیسی و جذب پلاسمونیک از جمله مثال‌های مربوط به این موضوع هستند.
در صورتی که بتوان نانوذرات را کنار هم چید و ساختارهای سه بعدی از پیش‌تعیین شده ایجاد کرد، خواص جدیدی نیز به‌دست می‌آید اما کنترل چیدمان نانوذرات کاری دشوار است.
براساس اظهارات ماراوری کوستیانن، نانوذراتی که خود باردار هستند، نظیر قفس‌های پروتئینی و ویروس‌ها، می‌توانند برای تعیین ساختار مولکولی نانومواد به‌کار روند.
ویروس‌ها و پروتئین‌ها، ذرات مدل ایده‌آلی برای استفاده در علم مواد هستند. آن‌ها ساختار دقیق اتمی دارند. از این ذرات زیستی که ساختار مشخص و تعیین شده‌ای دارند، می‌توان به‌عنوان راهنما برای چیدمان نانوذرات در محلول آبی استفاده کرد.
در این پروژه محققان نشان دادند که چگونه ویروس موزائیک تنباکو با نانوذرات طلا می‌تواند برای ایجاد سیم‌های ابرشبکه‌ای فلز-پروتئینی استفاده شود.آن‌ها
کوستیانن می‌گوید: «ما ابتدا روی مهندسی ابرشبکه نانوذرات مطالعه کردیم و چنین فرض کردیم که می‌توان از ویروس که یک میله باردار است و همچنین نانوذرات طلا که به‌صورت یک نانوکره است، برای ایجاد ابرشبکه دوبعدی استفاده کرد. در قدم بعد این فرضیه را اثبات کردیم و نشان دادیم که این روش برای تولید ساختارهای زیپ‌مانند قابل استفاده است.»
نتایج این پروژه نشان داد که با این روش می‌توان سیم‌های ابرشبکه‌ای ساخت که این ابرسیم ماحصل برهم‌کنش الکترواستاتیکی میان ویروس متقارن و نانوکره‌های باردار است. از آنجایی که این نانوساختار پلاسمونیک روی حرکت نور اثر می‌گذارد، چرخش مارپیچی آن نشأت گرفته از خواص نوری نامتقارن این ماده است.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که سیم‌های ابرشبکه‌ای می‌توانند برای تولید موادی با خواص مختلف استفاده شوند؛ موادی که دارای خواص فیزیکی مختلف هستند. برای کنترل تشکیل این ساختارها می‌توان از میدان‌های خارجی استفاده کرد. برای مثال اگر ابرشبکه با نانوذرات مغناطیسی ساخته شده باشد، از میدان مغناطیسی می‌توان برای تولید ساختاری جدید از آن استفاده کرد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Cooperative colloidal self-assembly of metal-protein superlattice wires در نشریه Nature Communications منتشر شده‌است.
