(Phys.org) —Più forte dell'acciaio, ma solo un atomo di spessore:le ultime ricerche che utilizzano il materiale miracoloso 2D grafene potrebbero essere la chiave per svelare i misteri intorno alla struttura e al comportamento delle proteine ​​in un futuro molto prossimo.

Scienziati dell'Università di Manchester e della struttura SuperSTEM, che si trova presso il Daresbury Laboratory della STFC e finanziato dall'Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), hanno scoperto che il più fragile, i materiali microscopici possono essere protetti dagli effetti nocivi delle radiazioni quando vengono esaminati al microscopio se sono "sandwich" tra due fogli di grafene. La tecnica potrebbe presto essere la chiave per consentire lo studio diretto di ogni singolo atomo di una catena proteica, qualcosa ancora da realizzare, e rivoluzionare la nostra comprensione della struttura cellulare, come il sistema immunitario reagisce ai virus e aiuta nella progettazione di nuovi farmaci antivirali.

Osservando la struttura di alcuni dei più piccoli oggetti, come proteine ​​e altri materiali 2D sensibili, su scala atomica richiede un potente microscopio elettronico. Questo è eccezionalmente difficile perché la radiazione del fascio di elettroni può distruggere l'oggetto estremamente fragile che viene ripreso prima che qualsiasi dato utile possa essere registrato con precisione. Però, proteggendo oggetti fragili tra due fogli di grafene significa che possono essere ripresi più a lungo senza danni sotto il fascio di elettroni, permettendo di identificare quantitativamente ogni singolo atomo all'interno della struttura. Questa tecnica si è dimostrata molto efficace sul test case di un fragile cristallo 2D inorganico e sui risultati pubblicati sulla rivista ACS Nano .

Durante questa ricerca, il team di scienziati, che includeva Sir Kostya Novoselov, che ha condiviso un Premio Nobel per la Fisica nel 2010 per aver sfruttato le notevoli proprietà del grafene, sono stati in grado di osservare gli effetti dell'incapsulamento di un cristallo microscopico di un altro materiale 2D altamente fragile, bisolfuro di molibdeno, tra due fogli di grafene. Hanno scoperto di essere in grado di applicare un fascio di elettroni ad alto contenuto di immagini direttamente, identificare e ottenere un'analisi chimica completa di ogni singolo atomo all'interno del foglio di bisolfuro di molibdeno, senza causare alcun difetto al materiale per irraggiamento.

Il dottor Recep Zan dell'Università di Manchester, che ha guidato il gruppo di ricerca, disse:"Il grafene è un milione di volte più sottile della carta, eppure più forte dell'acciaio, con un potenziale fantastico in aree dall'elettronica all'energia. Ma questa ricerca mostra che il suo potenziale in biochimica potrebbe essere altrettanto significativo, e potrebbe eventualmente aprire tutti i tipi di applicazioni nell'arena delle biotecnologie".

Professor Quentin Ramasse, Il direttore scientifico di SuperSTEM ha aggiunto:"Ciò che questa ricerca dimostra non riguarda tanto il grafene stesso, ma come può influire sui dettagli e sull'accuratezza con cui possiamo studiare direttamente altri materiali 2D inorganici o molecole altamente fragili. Finora ciò è stato possibile per lo più attraverso metodi meno diretti e spesso complicati come la cristallografia proteica che non forniscono una visualizzazione diretta dell'oggetto in questione. Questa nuova capacità è particolarmente eccitante perché potrebbe aprire la strada alla possibilità di visualizzare ogni singolo atomo in una catena proteica, ad esempio, qualcosa che potrebbe avere un impatto significativo sul nostro sviluppo di trattamenti per condizioni come il cancro, Alzheimer e HIV".