Gli scienziati dei materiali stanno studiando come imitare i processi biologici che creano nanomateriali con le strutture desiderate. Per esempio, lipidi (a), le proteine (b) e i composti a base di zucchero (c) possono autoassemblarsi in una serie di forme e configurazioni. Credito:Yang et. al. Comunicazioni sulla natura
Collaborazione tra scienziati dei materiali, biologi e chimici potrebbero far progredire lo sviluppo di nanomateriali autoassemblanti, chiamata nanoarchitettura, sostiene una recensione sulla rivista Scienza e tecnologia dei materiali avanzati . E mentre le tecnologie informatiche attualmente catturano l'immaginazione del pubblico, l'investimento in questo tipo di ricerca collaborativa sui materiali è fondamentale per soddisfare le esigenze della società in materia di stoccaggio dell'energia, rilevamento chimico e un'ampia gamma di applicazioni biologiche.
La nanoarchitettura consente la disposizione di gruppi di atomi o molecole in una struttura preordinata. Possono essere utilizzati per creare piccoli circuiti elettrici, manipolare sostanze chimiche e creare vari elementi costitutivi per le tecnologie su scala nanometrica. I materiali di nanoarchitettura che si autoassemblano nella disposizione desiderata sono necessari per ottimizzare e far progredire queste tecnologie.
Katsuhiko Ariga e colleghi dell'Istituto nazionale giapponese per la scienza dei materiali hanno esaminato i recenti progressi nella nanoarchitettura dei materiali. Ritengono che la previsione del futuro di questi materiali richieda un esame dei sistemi biologici, come superfici cellulari e proteiche, e interfacce macromolecolari.
Le strutture autoassemblate sono comuni in biologia, Per esempio, in strati lipidici o componenti di citoscheletri; quindi capire come controllare l'evoluzione e il comportamento delle strutture biologiche potrebbe aiutare con la nanoarchitettura. Sebbene ci siano progressi nello sviluppo di alcuni materiali di interfaccia biologica, non è ancora possibile realizzare sistemi autoassemblanti altamente sofisticati. Collaborazioni tra scienziati dei materiali, sono necessari biologi e chimici per replicare le caratteristiche di sistemi biologici altamente evoluti nei nanomateriali.
"Lo sviluppo di materiali funzionali mediante la nanoarchitettura autoassemblante è analogo all'evoluzione delle creature viventi dalle molecole componenti, " scrivono i revisori. "Tuttavia, mentre i sistemi viventi hanno impiegato miliardi di anni per evolversi, la nanoarchitettura potrebbe essere utilizzata per raggiungere molti dei suoi obiettivi previsti entro i prossimi decenni".
