納米科學：研究人員創造了人造蛋白來控制巴基球的組裝！
這是一項原理驗證研究，證明蛋白質可以用作設計納米材料的有效工具，」資深作者，達特茅斯計算機科學助理教授Gevorg Grigoryan說。「如果我們學會更普遍地做到這一點 - 精確組織的分子構建模塊的可編程自組裝 - 這將導致一系列新材料應用於從醫學到能源的各種應用。
根據美國國家納米技術計劃，科學家和工程師正在尋找各種各樣的方法來刻意製造納米尺度的材料 - 或原子和分子水平 - 以利用其增強的性能，如更高的強度，更輕的重量，更多的控制光譜和更大的化學反應性比它們的大規模對應物。
蛋白質是由我們的基因編碼的「智能」分子，它們基本上組織和協調我們細胞中的所有分子過程。這項新研究的目的是創造一種人工蛋白質，將其自組織成一種新材料 - 巴克敏斯特富勒烯分子的原子周期晶格。巴克明斯特富勒烯（簡稱巴基球）是一種球狀分子，由60個碳原子組成，形狀像足球。Buckyballs具有一系列不同尋常的特性，由於其潛在的應用，幾十年來一直讓科學家興奮不已。Buckyball由於其高耐熱性和電超導性而目前用於納米技術，但該分子難以以期望的方式組織，這妨礙了其在新材料開發中的使用。
在他們的新研究中，Grigoryan和他的同事表明他們的人造蛋白質確實與巴基球相互作用，並且確實將它組織成格子，此外，他們確定了這個晶格的三維結構，這代表了蛋白質/巴基球複合體的第一個原子視圖。
「學習設計自組裝能夠通過設計精確組織分子，從而創造具有定製特性的物質，」Grigoryan說。「在這項研究中，我們證明了蛋白質可以將巴克敏斯特富勒烯的自組裝引導到有序的超結構中。此外，令人興奮的是，我們觀察到這種蛋白質/巴基球晶格導電，這是蛋白質單獨晶格所不能做到的。因此，我們我們的研究結果表明，新的方法將富勒烯分子組織成豐富多樣的晶格，從而開始看到可以通過梳理巴基球的迷人特性和蛋白質在原子尺度上組織物質的能力而產生的新興物質行為。通過設計生成新的屬性。