Les films de nanoparticules autoportants sont d'un grand intérêt pour les applications techniques, comme le développement de dispositifs nanoélectroniques. Dans la revue Angewandte Chemie , Des scientifiques coréens ont introduit des monocouches très flexibles et stables de nanoparticules d'or fabriquées par un processus d'auto-assemblage basé sur l'agrégation de protéines. Les films ont été utilisés pour revêtir des plaquettes jusqu'à 10 cm de diamètre.
Le succès de cette nouvelle stratégie repose sur une petite protéine appelée α-synucléine, qui est responsable de la régulation de la libération de dopamine dans le cerveau, entre autres. Formes mal repliées de cette protéine, qui s'agrègent en structures fibrillaires peu solubles, semblent être impliqués dans le développement de maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson. Aussi dévastatrice que soit cette protéine mal repliée pour le cerveau, il s'est avéré très utile dans la production de films étendus constitués de nanoparticules d'or.
Pour produire ces nouveaux films, des scientifiques travaillant avec Seung R. Paik (Université nationale de Séoul) enduisent d'abord des nanoparticules d'or avec de l'-synucléine. Ils adsorbent ensuite les protéines sur une surface en polycarbonate qui a été nettoyée par traitement au plasma d'oxygène. Les protéines se lient particulièrement bien à cette surface et finissent par s'accumuler pour former une monocouche dense de nanoparticules d'or maintenues ensemble par des interactions non spécifiques entre les protéines. Dans la dernière étape, le support en polycarbonate est dissous avec du chloroforme. À la fois, ce solvant déclenche également le mauvais repliement des protéines, ce qui leur permet de s'agréger étroitement et spécifiquement, donnant aux monocouches autoportantes la stabilité nécessaire, même après séchage. Contrairement aux méthodes décrites précédemment, cette technique permet de produire des films dont les dimensions atteignent le millimètre et le centimètre, comme une plaquette de 4 pouces.
La couleur des films transparents dépend de la taille des particules d'or utilisées :les films de particules de 10 nm sont rose vif, Les films de particules de 20 nm sont violets, et ceux fabriqués à partir de particules de 30 nm sont bleu foncé. Les films sont si flexibles qu'ils peuvent être froissés puis lissés à nouveau dans un liquide. Ils peuvent également envelopper des objets ronds, comme les sphères de silice, sans déchirer.
Les chercheurs ont en outre pu utiliser des surfaces préparées par lithographie pour réaliser des films avec des motifs de trous. L'adsorption séquentielle sur le support leur a également permis de réaliser des films avec un motif coloré à base de nanoparticules de deux tailles différentes.
Les scientifiques espèrent pouvoir ajouter une variété de fonctionnalités à leurs films, en utilisant des nanoparticules magnétiques ou des points quantiques, par exemple. Les domaines d'application potentiels comprennent les composants électroniques, écrans ultrafins, et des capteurs biocompatibles pour l'observation in vivo d'organes et de tissus. Ils s'attendent à ce que ces films soient utilisés non seulement pour contrôler l'activité cellulaire comme le traitement du cancer, mais aussi l'interface cellule-machine dans les domaines des neurosciences et de la robotique.
