Nanostruktury peptydowe do produkcji mikroukładów
Uznano, że włókna peptydowe, nanorurki oraz inne układy obserwowane w nanoskali z powodzeniem mogą sprawdzić się w szerokim zakresie zastosowań. Ich wytwarzanie jest łatwe, niedrogie i przebiega w łagodnych warunkach, a ich właściwości można zmieniać, stosując proste modyfikacje chemiczne lub inżynierię genetyczną. Co więcej, niektóre biologiczne nanoukłady wyróżniają się stabilnością termiczną i chemiczną, co umożliwia ich integrowanie w produkowanych urządzeniach. Podstawowym celem finansowanego ze środków UE projektu "Bioinżynieryjne nanomateriały do badań i zastosowań praktycznych" (Benatural) było przełożenie mechanizmu samoorganizacji naturalnych nanocząsteczek na konstrukcję nanourządzeń. Aby to osiągnąć, naukowcy musieli zrozumieć działanie tych mechanizmów, czyli trójwymiarową (3D) strukturę, a także właściwości fizyczne i chemiczne organizujących się struktur. Pierwszym krokiem partnerów projektu było opracowanie konstrukcji złożonych z naturalnych białek włóknistych i zbadanie ich trójwymiarowych struktur krystalicznych. Za pomocą technik transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) zbadano zdolność różnych aromatycznych i włóknistych elementów składowych do samoorganizowania się w nanostruktury. Dzięki zastosowaniu technik mikroskopii sił atomowych (AFM) poddano ocenie również cechy morfologiczne, właściwości mechaniczne i chemiczne oraz stabilność termiczną tych nowatorskich nanostruktur. Wygenerowane informacje sukcesywnie przekazywano konsorcjum, aby pomóc w opracowywaniu elementów składowych o idealnych właściwościach, zależnych od wymogów związanych z docelowym zastosowaniem. Głównym osiągnięciem projektu Benatural była manipulacja samoorganizującymi się nanostrukturami peptydowymi w drodze dielektroforezy (DEP) w celu wytworzenia mikroukładu tranzystora polowego. Ten wynalazek stanowił duży krok naprzód w pracach nad stworzeniem tranzystora polowego z włókien biologicznych, których zwieńczeniem było przyznanie patentu w USA. Ponadto naukowcy zoptymalizowali przewodność nanorurki peptydowej poprzez wypełnienie jej srebrem, co spowodowało 10 do potęgi 9-krotne zwielokrotnienie wartości przepływającego prądu. Ogólnie w projekcie Benatural pokazano, w jaki sposób można organizować naturalne nanocząsteczki do konstrukcji nanourządzeń. Wyniki projektu przyspieszą postęp w nanotechnologii oraz znacznie przyczynią się do konkurencyjnej i zrównoważonej produkcji aplikacji i urządzeń nowej generacji w całej Europie.
