La course est lancée pour trouver des techniques de fabrication capables d'arranger avec précision des objets moléculaires et nanométriques.

Ingénieurs de l'Université de Californie, Bord de rivière, ont modifié un virus pour organiser des atomes d'or en sphéroïdes mesurant quelques nanomètres de diamètre. La découverte pourrait rendre la production de certains composants électroniques moins chère, Plus facile, et plus vite.

"La nature a assemblé des complexes, des nanostructures hautement organisées depuis des millénaires avec une précision et une spécificité bien supérieures aux approches technologiques les plus avancées, " a déclaré Elaine Haberer, professeur de génie électrique et informatique au Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering de l'UCR et auteur principal de l'article décrivant la percée. « En comprenant et en exploitant ces capacités, cette extraordinaire précision à l'échelle nanométrique peut être utilisée pour personnaliser et construire des matériaux très avancés avec des performances auparavant inaccessibles. »

Les virus existent sous une multitude de formes et contiennent un large éventail de récepteurs qui se lient aux molécules. La modification génétique des récepteurs pour qu'ils se lient aux ions des métaux utilisés dans l'électronique amène ces ions à "coller" au virus, créer un objet de la même taille et de la même forme. Cette procédure a été utilisée pour produire des nanostructures utilisées dans les électrodes de batterie, supercondensateurs, capteurs, outils biomédicaux, matériaux photocatalytiques, et photovoltaïque.

La forme naturelle du virus a limité l'éventail des formes métalliques possibles. La plupart des virus peuvent changer de volume selon différents scénarios, mais résistez aux modifications dramatiques de leur architecture de base qui permettraient d'autres formes.

Le bactériophage M13, cependant, est plus souple. Les bactériophages sont un type de virus qui infecte les bactéries, dans ce cas, bactéries gram-négatives, comme Escherichia coli, qui est omniprésent dans le tube digestif des humains et des animaux. Les bactériophages M13 génétiquement modifiés pour se lier à l'or sont généralement utilisés pour former de longs, nanofils d'or.

Des études sur le processus d'infection du bactériophage M13 ont montré que le virus peut être converti en un sphéroïde lors de l'interaction avec l'eau et le chloroforme. Encore, jusqu'à maintenant, le sphéroïde M13 a été complètement inexploré en tant que modèle de nanomatériau.

Le groupe de Haberer a ajouté une solution d'ions d'or aux sphéroïdes M13, créant des nanobilles d'or qui sont hérissées et creuses.

"La nouveauté de notre travail réside dans l'optimisation et la démonstration d'un modèle viral, qui s'affranchit des contraintes géométriques associées à la plupart des autres virus, " a déclaré Haberer. " Nous avons utilisé un processus de conversion simple pour que le virus M13 synthétise des nanocoquilles sphériques inorganiques de dizaines de nanomètres de diamètre, ainsi que des nanofils de près d'un micron de long."

Les chercheurs utilisent les nanobilles d'or pour éliminer les polluants des eaux usées grâce à un comportement photocatalytique amélioré.

Le travail améliore l'utilité du bactériophage M13 comme échafaudage pour la synthèse de nanomatériaux. Les chercheurs pensent que le schéma de transformation du modèle de bactériophage M13 décrit dans l'article peut être étendu aux bactériophages apparentés.

Le papier, "Sphéroïdes bactériophages M13 comme échafaudages pour la synthèse dirigée de nanostructures d'or hérissées, " a été publié dans le numéro du 21 juillet de Nanoéchelle .