Due diverse gabbie proteiche, virus della screziatura clorotica del fagiolo dall'occhio (blu) e ferritina Pyrococcus furiosus (rosso), può essere utilizzato per guidare l'assemblaggio di superreticoli di nanoparticelle binarie attraverso interazioni elettrostatiche sintonizzabili con nanoparticelle d'oro cariche (gialle). Credito:Università Aalto
Scienziati della Aalto University, Finlandia, sono riusciti a organizzare le particelle virali, gabbie proteiche e nanoparticelle in materiali cristallini. Questi nanomateriali studiati dal gruppo di ricerca finlandese sono importanti per applicazioni nel rilevamento, ottica, elettronica e somministrazione di farmaci.
Strutture a strati, o superreticoli, di nanoparticelle cristalline sono state ampiamente studiate negli ultimi anni. La ricerca sviluppa nanomateriali strutturati gerarchicamente con ottica sintonizzabile, magnetico, proprietà elettroniche e catalitiche.
"Tali superreticoli bioibridi di nanoparticelle e proteine permetterebbero di combinare le migliori caratteristiche di entrambi i tipi di particelle. Comprenderebbero la versatilità delle nanoparticelle sintetiche e le proprietà di assemblaggio altamente controllate delle biomolecole, "dicono i ricercatori.
Il gruppo di ricerca ha anche scoperto autoassemblaggi magnetici di gabbie proteiche di ferritina e nanoparticelle d'oro. Questi complessi magnetici possono modulare in modo efficiente i tempi di rilassamento spin-spin dei protoni circostanti nell'acqua migliorando la sfasatura dello spin e di conseguenza fornendo un miglioramento del contrasto nella risonanza magnetica (MRI).
Le nanoparticelle d'oro e i virus adottano un tipo speciale di struttura cristallina. Non corrisponde a nessuna struttura cristallina atomica o molecolare nota e in precedenza non era stato osservato con particelle di dimensioni nanometriche.
"Le particelle virali - i vecchi nemici dell'umanità - possono fare molto di più che infettare gli organismi viventi. L'evoluzione li ha resi con la capacità di proprietà di autoassemblaggio altamente controllate. In definitiva, utilizzando i loro elementi costitutivi possiamo conferire molteplici funzioni a materiali ibridi costituiti da materia vivente e sintetica, " Kostiainen si fida.
I risultati sono stati appena pubblicati sulla prestigiosa rivista Nanotecnologia della natura .