Les scientifiques des matériaux étudient comment imiter les processus biologiques qui créent des nanomatériaux avec les structures souhaitées. Par exemple, lipides (a), les protéines (b) et les composés à base de sucre (c) peuvent s'auto-assembler en un éventail de formes et de configurations. Crédit :Yang et. Al. Communication Nature
Collaboration entre les scientifiques des matériaux, les biologistes et les chimistes pourraient faire avancer le développement de nanomatériaux auto-assemblés, appelée nanoarchitectonique, argumente une critique dans le journal Science et technologie des matériaux avancés . Et tandis que les cybertechnologies capturent actuellement l'imagination du public, l'investissement dans ce type de recherche collaborative sur les matériaux est crucial pour répondre aux besoins sociétaux en matière de stockage d'énergie, la détection chimique et une large gamme d'applications biologiques.
La nanoarchitectonique permet l'arrangement de groupes d'atomes ou de molécules dans une structure préétablie. Ils peuvent être utilisés pour créer de minuscules circuits électriques, manipuler des produits chimiques et créer divers blocs de construction pour les technologies à l'échelle nanométrique. Des matériaux nanoarchitectoniques qui s'auto-assemblent dans l'arrangement souhaité sont nécessaires pour optimiser et faire progresser ces technologies.
Katsuhiko Ariga et ses collègues de l'Institut national japonais des sciences des matériaux ont examiné les récents progrès de la nanoarchitectonique des matériaux. Ils pensent que prédire l'avenir de ces matériaux nécessite un examen des systèmes biologiques, telles que les surfaces cellulaires et protéiques, et les interfaces macromoléculaires.
Les structures auto-assemblées sont courantes en biologie, par exemple, dans les couches lipidiques ou les composants des cytosquelettes ; Par conséquent, comprendre comment contrôler l'évolution et le comportement des structures biologiques pourrait aider à la nanoarchitectonique. Bien qu'il y ait des progrès dans le développement de certains matériaux d'interface biologique, créer des systèmes auto-assemblés hautement sophistiqués n'est pas encore possible. Collaborations entre scientifiques des matériaux, les biologistes et les chimistes sont nécessaires pour reproduire les caractéristiques des systèmes biologiques hautement évolués dans les nanomatériaux.
"Le développement de matériaux fonctionnels par auto-assemblage nanoarchitectonique est analogue à l'évolution des êtres vivants à partir de molécules constituantes, " écrivent les critiques. " Cependant, alors que les systèmes vivants ont mis des milliards d'années à évoluer, la nanoarchitectonique pourrait être utilisée pour atteindre nombre de ses objectifs prévus au cours des prochaines décennies. »
