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2D Nano Hybrid Systems: interfacing biomolecular motors with nanopores in 2D materials

Projektbeschreibung

Fortschrittliche Nanotechnologieanwendungen in der Biomedizin

Die elektrische Leitfähigkeit und mechanischen Eigenschaften von Graphen und anderen 2D-Materialien waren entscheidend für Anwendungen der Nanotechnologie. Diese Werkstoffe können als Membranen dienen, um nanoporöse Geräte und Sensoren für die Analyse einzelner Moleküle zu erstellen. Über das EU-finanzierte Projekt 2D-NanoHyb wird vorgeschlagen, biologische Inspiration und Nanotechnik zu kombinieren, um neue Methoden zu finden, biomolekulare Motoren wie DNS-Helikase an 2D-Nanoporen anzubringen. Durch diese Integration wäre die aktive Kontrolle der Bewegungen einzelner Moleküle und Ionen durch die Nanoporen möglich. Mit den hybriden Nanotechnologien wären transformative Anwendungen in der Nanobiotechnologie, Umweltsensorik und Diagnostik in Reichweite.

Ziel

Interfacing the solid-state electronics with biological systems has been a long-standing challenge in nanobiotechnology. Creating nanobio hybrids would enable harnessing the remarkable capabilities offered by solid-state materials and biological molecules, such as proteins, enzymes, DNA etc., at the same time. Two-dimensional (2D) materials are among the most prospective building blocks for future-generation electronic and biosensing devices due to their exceptional optoelectronic and mechanical properties combined with their atomic thickness. Their ultimate thinness has been considered as a remarkable advantage for nanopore-based sensing, and they have been widely investigated as 2D solid-state nanopore platforms for single-molecule sensing. The goal of this proposal is to push further the development of 2D nanopores by developing new protocols for creating interfaces between 2D materials and biomolecular motors. Attaching the enzyme motor, such as DNA helicase, to a nanopore made in 2D material would introduce an active control in nanofluidic transport of single-molecules and ions. Such hybrid platforms presents a step forward in uniting biological inspiration and nanoscale engineering, offering unprecedented levels of control, precision, and versatility at the nanoscale. The future direction holds promise across a wide spectrum of applications, from fundamental scientific research to transformative technologies that could impact fields as diverse as nanobiotechnology, personalized medicine and diagnostics, environmental sensing, nanorobotics, and many more.

Wissenschaftliches Gebiet

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Koordinator

INSTITUT ZA FIZIKU
Netto-EU-Beitrag
€ 146 049,60
Adresse
BIJENICKA CESTA 46
10000 Zagreb
Kroatien

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Region
Hrvatska Grad Zagreb Grad Zagreb
Aktivitätstyp
Research Organisations
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Gesamtkosten
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