(Phys.org) —Plus fort que l'acier, mais seulement un atome d'épaisseur - les dernières recherches utilisant le graphène, un matériau miracle 2D, pourraient être la clé pour percer les mystères autour de la structure et du comportement des protéines dans un avenir très proche.

Des scientifiques de l'Université de Manchester et de l'installation SuperSTEM, qui est situé au laboratoire de Daresbury de STFC et financé par le Conseil de recherche en génie et en sciences physiques (EPSRC), ont découvert que les plus fragiles, les matériaux microscopiques peuvent être protégés des effets nocifs des rayonnements lorsqu'ils sont sous le microscope s'ils sont «pris en sandwich» entre deux feuilles de graphène. La technique pourrait bientôt être la clé pour permettre l'étude directe de chaque atome individuel dans une chaîne protéique, quelque chose à faire encore, et révolutionner notre compréhension de la structure cellulaire, comment le système immunitaire réagit aux virus et aide à la conception de nouveaux médicaments antiviraux.

Observer la structure de certains des plus petits objets, tels que les protéines et autres matériaux 2D sensibles, à l'échelle atomique nécessite un puissant microscope électronique. Ceci est exceptionnellement difficile car le rayonnement du faisceau d'électrons peut détruire l'objet très fragile en cours d'imagerie avant que des données utiles puissent être enregistrées avec précision. Cependant, en protégeant les objets fragiles entre deux feuilles de graphène, cela permet de les imager plus longtemps sans dommage sous le faisceau d'électrons, permettant d'identifier quantitativement chaque atome au sein de la structure. Cette technique s'est avérée très efficace sur le cas test d'un cristal 2D inorganique fragile et les résultats publiés dans la revue ACS Nano .

Au cours de cette recherche, l'équipe de scientifiques, qui comprenait Sir Kostya Novoselov, qui a partagé un prix Nobel de physique en 2010 pour avoir exploité les propriétés remarquables du graphène, ont pu observer les effets de l'encapsulation d'un cristal microscopique d'un autre matériau 2D très fragile, di-sulfure de molybdène, entre deux feuilles de graphène. Ils ont découvert qu'ils étaient capables d'appliquer un faisceau d'électrons élevé pour imager directement, identifier et obtenir une analyse chimique complète de chaque atome dans la feuille de disulfure de molybdène, sans causer de défauts au matériau par rayonnement.

Le Dr Recep Zan de l'Université de Manchester, qui a dirigé l'équipe de recherche, a déclaré :"Le graphène est un million de fois plus fin que le papier, pourtant plus fort que l'acier, avec un potentiel fantastique dans des domaines allant de l'électronique à l'énergie. Mais cette recherche montre que son potentiel en biochimie pourrait être tout aussi important, et pourrait éventuellement ouvrir toutes sortes d'applications dans le domaine de la biotechnologie."

Professeur Quentin Ramasse, Le directeur scientifique de SuperSTEM a ajouté :"Ce que cette recherche démontre ne concerne pas tant le graphène lui-même, mais comment cela peut avoir un impact sur le détail et la précision avec lesquels nous pouvons étudier directement d'autres matériaux 2D inorganiques ou des molécules très fragiles. Jusqu'à présent, cela était principalement possible grâce à des méthodes moins directes et souvent compliquées telles que la cristallographie des protéines qui ne fournissent pas une visualisation directe de l'objet en question. Cette nouvelle capacité est particulièrement intéressante car elle pourrait ouvrir la voie à la possibilité d'imager chaque atome d'une chaîne protéique par exemple, quelque chose qui pourrait avoir un impact significatif sur notre développement de traitements pour des conditions telles que le cancer, Alzheimer et VIH."