הטבע מסייע למדענים לתכנן ננו-חומרים
מדענים משתמשים בעיצובים של הטבע מסביבות קיצוניות בכדי להתגבר על האתגרים ביצירת ננו-חומרים. צוות חוקרים בינלאומי משותף מבריטניה (UK’s John Innes Centre), ארה"ב (Scripps Research Institute in California) וצרפת (Institut Pasteur in Paris) זיהה נגיף יציב והניתן לשינויים שיוכל לשמש כננו-אבן בניין.
ננו-חלקיקים נגיפיים ( Viral nanoparticles,VNPs) אידיאליים בגודלם, ניתן להפיקם בכמויות גדולות והינם יציבים ועמידים ביותר. הם יכולים להתארגן באופן עצמאי בדיוק רב וניתנים לשינויים באמצעות שיטות כימיות או בהנדסה גנטית. יישומים אחדים של ננו-חלקיקים אלו דורשים מהם לעמוד איתן בתנאים קשים ביותר. שימושים במערכות אלקטרוניות עשויים לחשוף אותם לטמפרטורות גבוהות ושימושים ביו-רפואיים לתנאים חומציים ביותר. נגיפים המסוגלים לשמר את תפקודיהם בתנאים אלו רצויים ביותר. הצוות זיהה נגיפים כאלו במעיינות הגופרית החומציים והלוהטים באיסלנד. אחד מהם, SIRV2, נבדק לשם בחינת התאמתו כננו-אבן בניין בתנאים חריפים.
הנגיף מדביק את המיקרואורגניזם החד-תאי Sulfolobus islandicus, הגדל באופן מיטבי בשמונים מעלות צלסיוס ובתנאים מאוד חומציים (pH=3), וכן הצליח לעמוד בתנאים חריפים אחרים שהוצבו לו במעבדה. הממצאים מדגימים כי קפסולת הנגיף הקשיחה דמוית-המוט חייבת להיות יציבה – מאפיין חשוב לשם השימוש בנגיף כננו-אבן בניין. בכדי להיות מועילה כננו-חלקיק, הקפסולה צריכה לאפשר גם הכנת נגזרות שלה ע"י קישור קבוצות כימיות פונקציונאליות אליה.
החוקרים מצאו כי בהתאם לשיטה הכימית אשר בשימוש ניתן לבצע שינויים המוכוונים באופן בררני לקצות החלקיק, ל"גופו" או לשניהם יחדיו. שינויים מבוקרים מרחביים אלו ייחודיים לחלקיק זה ופותחים אפשרויות מגוונות כאשר הננו-אבני בניין נארזים במבנים של שכבות או מערכים. מאחר וגוף הנגיף וקצותיו יכולים להיות "מסומנים" באופן בררני, החוקרים צופים כי ניתן יהיה לייצר מבנים בעלי תכונות פיסיקליות שונות, לדוגמא – סידור החלקיקים "גוף לגוף" לעומת "זנב לזנב" בהסתדרות עצמית. אפשרות זו איננה קיימת עבור ננו-חלקיקים נגיפיים דמויי-מוט אחרים.
"ניתן יהיה להשתמש בעתיד בחלקיקים אלו לשם יישומים של גבישים נוזליים, ננו-תבניות, ננו-אלקטרוניקה ובתחומי הביורפואה השונים. כמו-כן אנו בוחנים את השימוש בחלקיקים אלו לבניית מבנים מורכבים יותר כגון טבעות." הסביר אחד החוקרים.
עוד בנושא באתר הידען
