Les nanofils sont des composants essentiels pour la future nanoélectronique, capteurs, et la nanomédecine. Pour atteindre la complexité requise, il est nécessaire de contrôler la position et la croissance des chaînes métalliques au niveau atomique. Dans la revue Angewandte Chemie , une équipe de recherche a introduit une nouvelle approche qui génère précisément contrôlée, hélicoïdal, systèmes palladium-ADN qui imitent l'organisation de paires de bases naturelles dans une molécule d'ADN double brin.

Une équipe d'Europe et des États-Unis dirigée par Miguel A. Galindo a maintenant développé une méthode élégante pour produire des chaînes continues d'ions palladium. Le processus est basé sur l'assemblage auto-organisé d'un complexe spécial de palladium et de molécules d'ADN simple brin.

Dans les années récentes, L'ADN est devenu un outil important pour les nanosciences et les nanotechnologies, notamment en raison de la possibilité de "programmer" les structures résultantes à travers la séquence de bases de l'ADN utilisé. L'incorporation de métaux dans les structures de l'ADN peut leur conférer des propriétés telles que la conductivité, activité catalytique, magnétisme, et la photoactivité.

Cependant, l'organisation des ions métalliques dans les molécules d'ADN n'est pas triviale car les ions métalliques peuvent se lier à de nombreux sites différents. L'équipe de Galindo a développé une méthode intelligente pour contrôler la liaison des ions palladium à des sites spécifiques. Ils utilisent un complexe de palladium spécialement construit qui peut former des paires de bases avec des bases adénines naturelles dans un brin d'ADN. Le ligand dans ce complexe est un plat, système de cycle aromatique qui saisit trois des quatre positions de liaison disponibles sur l'ion palladium. La quatrième position du palladium est alors disponible pour se lier à un atome d'azote très spécifique dans l'adénine. Le ligand possède également des atomes d'oxygène capables de former une liaison hydrogène avec le groupe NH2 voisin de l'adénine. Ce modèle de liaison correspond exactement à un appariement de bases Watson-Crick, mais maintenant médiée par un ion palladium, ce qui le rend considérablement plus fort que l'appariement naturel Watson-Crick.

Si un brin d'ADN composé exclusivement de bases adénines est utilisé, un complexe de palladium se lie à chaque adénine. Les ligands plats s'assemblent en empilements coplanaires, tout comme les bases naturelles. Il en résulte un double brin composé de complexes d'ADN et de palladium qui correspond à une double hélice d'ADN naturelle dans laquelle un brin a été remplacé par un empilement supramoléculaire de complexes de palladium continus.

Bien que l'équipe n'ait pas encore démontré les propriétés conductrices de ces systèmes, on peut prévoir que la réduction correcte de ces ions métalliques pourrait conduire à la formation d'un nanofil conducteur avec une structure très contrôlée. Le groupe de recherche travaille actuellement sur cette ligne ainsi que sur la modification du ligand, qui peut également fournir de nouvelles propriétés au système.