L'autoassemblaggio molecolare è un concetto ben noto nella chimica supramolecolare. Le molecole disordinate si organizzano spontaneamente in strutture più grandi attraverso interazioni supramolecolari tra le singole entità. Funziona anche con nanoparticelle, e i ricercatori sfruttano alcuni gruppi funzionali attaccati alle particelle per guidare l'organizzazione delle particelle in una certa direzione, per esempio. come base per la progettazione di nuovi materiali.

"Nel nostro studio, abbiamo utilizzato peptidi autoassemblanti specifici per consentire nanoparticelle di silice, che sono ancora 100 nanometri di diametro, per costruire strutture più grandi che assomigliassero a come volevamo che fossero, ", afferma l'autore corrispondente Freddy Kleitz dell'Institute of Inorganic Chemistry—Functional Materials.

Il potenziale dei peptidi a catena corta, in particolare la cosiddetta difenilalanina, come driver per l'autoassemblaggio di molecole in nuove, strutture più grandi (tubi, fibre, membrane, ecc.) era già noto. In questo studio, un team di Michael Reithofer dell'Istituto di chimica inorganica ha sviluppato metodi di sintesi che hanno permesso ai peptidi di difenilalanina di legarsi a nanoparticelle colloidali.

"I nostri peptidi hanno guidato il processo di autoassemblaggio:hanno rivestito la superficie delle piccole particelle e poi hanno tenuto insieme le particelle, paragonabile a una chiusura a strappo, ", afferma l'autore corrispondente Michael Reithofer. I peptidi sono in grado di autoassemblarsi grazie ai propri gruppi funzionali e alla struttura molecolare.

Per organizzare le particelle funzionalizzate con i peptidi, i ricercatori hanno utilizzato un'esclusiva strategia di autoassemblaggio indotta dall'evaporazione (EISA); l'autoassemblaggio è avvenuto nel corso dell'evaporazione di un solvente in cui si trovavano i peptidi e le particelle. Gli scienziati sono stati in grado di influenzare in modo significativo la forma del prodotto finale mediante la scelta dei peptidi e del solvente.

La ricerca è stata condotta in stretta collaborazione con i ricercatori del Centro NMR della Facoltà di Chimica. Utilizzando la spettroscopia NMR, è stato possibile ottenere informazioni sui meccanismi alla base dell'auto-organizzazione innescata dai peptidi. "Siamo solo all'inizio qui, ma il nostro metodo apre le porte alla progettazione di un gran numero di materiali diversi, anche per quanto riguarda un'ampia gamma di applicazioni come i sistemi di somministrazione di farmaci o nuovi nanocatalizzatori, " concludono i ricercatori.

La ricerca è stata pubblicata su Angewandte Chemie .