(PhysOrg.com) -- Mélangez ce liquide clair dans un flacon en verre et rien ne se passe. Secouez ce liquide, et des feuilles flottantes de structures semblables à des protéines émergent, prêt à détecter des molécules ou à catalyser une réaction. Ce n'est pas le dernier gadget de l'arsenal de James Bond - plutôt, les dernières recherches des scientifiques du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) du DOE dévoilent comment des feuilles minces de structures semblables à des protéines s'auto-assemblent. Ce « secoué, Le mécanisme "non agité" permet d'augmenter la production de ces nanofeuilles bidimensionnelles pour un large éventail d'applications, comme les plates-formes de détection, filtration et création de modèles de croissance d'autres nanostructures.

« Nos résultats nous indiquent comment concevoir des éléments bidimensionnels, matériaux biomimétiques à précision atomique dans l'eau, " a déclaré Ron Zuckermann, Directeur de l'Installation Nanostructures Biologiques à la Fonderie Moléculaire, une installation d'utilisateurs de nanosciences du DOE à Berkeley Lab. « De plus, nous pouvons produire ces matériaux pour des applications spécifiques, comme une plate-forme pour détecter des molécules ou une membrane pour la filtration.

Zuckermann, qui est également scientifique senior au Berkeley Lab, est un pionnier dans le développement de peptoïdes, polymères synthétiques qui se comportent comme des protéines naturelles sans se dégrader. Son groupe a précédemment découvert des peptoïdes capables de s'auto-assembler en cordes nanométriques, tôles et mâchoires, accélérer la croissance minérale et servir de plate-forme pour détecter les protéines mal repliées.

Dans cette dernière étude, l'équipe a utilisé une auge Langmuir-Blodgett - un bain d'eau avec des palettes recouvertes de téflon à chaque extrémité - pour étudier comment les nanofeuillets peptoïdes s'assemblent à la surface du bain, appelée interface air-eau. En comprimant une seule couche de molécules peptoïdes à la surface de l'eau avec ces palettes, dit Babak Sanii, un chercheur post-doctoral travaillant avec Zuckermann, "nous pouvons presser cette couche à une pression critique et la regarder s'effondrer en une feuille."

« Connaître le mécanisme de formation des feuillets nous donne un ensemble de règles de conception pour fabriquer ces nanomatériaux à une échelle beaucoup plus grande, ” a ajouté Sanii.

Pour étudier comment le tremblement affectait la formation de la feuille, l'équipe a développé un nouvel appareil appelé SheetRocker pour faire basculer doucement un flacon de peptoïdes de la verticale à l'horizontale et vice-versa. Ce mouvement soigneusement contrôlé a permis à l'équipe de contrôler avec précision le processus de compression sur l'interface air-eau.

« Pendant les secousses, la monocouche de peptoïdes comprime essentiellement, pousser des chaînes de peptoïdes ensemble et les presser dans une nanofeuille. L'interface air-eau agit essentiellement comme un catalyseur pour produire des nanofeuillets avec un rendement de 95%, », a ajouté Zuckermann. « De plus, ce processus peut être général pour une grande variété de nanomatériaux bidimensionnels.

Cette recherche est rapportée dans un article intitulé, « Secoué, non agité :effondrement d'une monocouche peptoïde pour produire un flottement libre, nanofeuillets stables, » apparaissant dans le Journal de l'American Chemical Society ( JACS ) et disponible dans JACS en ligne. Les co-auteurs de l'article avec Zuckermann et Sanii étaient Romas Kudirka, André Cho, Neeraja Venkateswaran, Gloria Olivier, Alexandre Olson, Hélène Tran, Marika Harada et Li Tan.