(PhysOrg.com) -- Des chercheurs du Rensselaer Polytechnic Institute ont découvert un nouveau méthode plus précise pour mesurer combien - ou combien peu - les interfaces nanométriques aiment l'eau.

Les enquêtes, dirigé par Shekhar Garde, le professeur Elaine et Jack S. Parker à Rensselaer et chef du département de génie chimique et biologique, ont été détaillés dans une série de trois articles de revues récents. Cette nouvelle méthode de mesure de l'hydrophobie pourrait avoir des applications importantes pour l'avenir de la découverte de médicaments, dit Garde.

« Il est facile de mesurer l'hydrophobie à l'échelle macro – il vous suffit de mettre une goutte d'eau sur une surface et de regarder de vos propres yeux pour voir ce qu'elle fait, », a déclaré Garde. L'eau perle sur les surfaces hydrophobes, comme une feuille de lotus ou une poêle à frire antiadhésive, et se répand sur les surfaces hydrophiles. L'hydrophobie est mesurée par l'angle avec lequel la goutte d'eau entre en contact avec la surface.

"Mais à l'échelle nanométrique, nous ne pouvons pas vraiment mettre une goutte d'eau sur la surface d'une protéine ou sur une nanoparticule - qui peut mesurer jusqu'à un milliardième de mètre de long - et mesurer les angles de contact, », a déclaré Garde. « Il est donc difficile de mesurer à quel point une surface aussi minuscule est vraiment hydrophobe ou hydrophile. Notre nouvelle méthode, cependant, fournit un itinéraire correct et efficace vers la réponse.

Les trois articles ont été publiés en Lettres d'examen physique , Actes de l'Académie nationale des sciences , et comme article de couverture du numéro de ce mois-ci de la revue American Chemical Society Langmuir .

Le groupe de Garde a effectué des simulations moléculaires approfondies modélisant des interfaces à l'échelle nanométrique appelées monocouches auto-assemblées. Ils ont modélisé une gamme de surfaces hydrophobes et hydrophiles, et soigneusement surveillé le comportement des molécules d'eau en interface avec ces surfaces. Contrairement aux attentes des chercheurs, les simulations ont montré que la densité de l'eau à côté d'une surface est un mauvais indicateur de l'hydrophobie de cette surface. Cependant, aussi de façon inattendue, les chercheurs ont constaté qu'il existe une excellente corrélation entre l'hydrophobie de la surface et les fluctuations de la densité de l'eau adjacente.

La nouvelle méthode pourrait conduire à une approche plus robuste pour caractériser l'hydrophobie de surfaces complexes et hétérogènes de protéines, biomolécules, et d'autres nanoparticules, dit Garde. Une telle approche devrait avoir des implications importantes sur la compréhension de la façon dont les protéines interagissent les unes avec les autres, et comment ils se lient aux cibles. La nouvelle méthode pourrait potentiellement augmenter de manière significative les approches informatiques actuelles pour le dépistage et la conception de médicaments pour traiter une gamme de maladies, dit Garde.

La plupart des simulations moléculaires de Garde ont été réalisées au Rensselaer Computational Center for Nanotechnology Innovations (CCNI).

Les co-auteurs des trois articles de la revue incluent Sumanth N. Jamadagni, étudiant diplômé en génie chimique et biologique, ainsi que les doctorants en génie chimique et biologique Sapna Sarupria et Rahul Godawat.

Fourni par Rensselaer Polytechnic Institute (actualité :web)