Οι επιστήμονες εξηγούν γιατί ορισμένα μόρια οργανώνονται αυθόρμητα σε πέντε φέτες πίτας νανοκλίμακας
Η ομάδα, με επικεφαλής τους ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, του Μπέρκλεϊ και του Ινστιτούτου Paul Scherrer, ανακάλυψε αυτό το ενδιαφέρον φαινόμενο, ενώ μελετούσε μια κατηγορία μορίων γνωστών ως Calixarenes. Τα calixarenes είναι μόρια σε σχήμα κυπέλλου που μπορούν να εγκατασταθούν σε διάφορες δομές όταν αναμειγνύονται σε διάλυμα.
Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό πειραματικών τεχνικών και θεωρητικής μοντελοποίησης, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι υπό συγκεκριμένες συνθήκες, η αυτο-συναρμολογημένη Calixarenes σε πέντε διαφορετικά στρώματα ή "φέτες" υλικού μεγέθους νανομέτρου. Οι δομές που προκύπτουν μοιάζουν με φέτες πίτας, με κάθε στρώμα να έχει ομοιόμορφο πάχος και καμπυλότητα.
Οι ερευνητές αποδίδουν αυτή την αυθόρμητη αυτοσυναρμολόγηση στην ισορροπία μεταξύ ελκυστικών και απωθητικών δυνάμεων μεταξύ των μορίων καλιξαρίου. Οι επίπεδες, αρωματικοί δακτύλιοι των μορίων στοιβάζονται μαζί για να σχηματίσουν τα στρώματα, ενώ οι φορτισμένες ομάδες στις άκρες του μορίου απωθούν ο ένας τον άλλον, δημιουργώντας τους χώρους μεταξύ των στρωμάτων.
Η ικανότητα των μορίων να αυτο-οργανωθούν σε σύνθετες δομές χωρίς εξωτερική παρέμβαση έχει σημαντικές επιπτώσεις σε τομείς όπως η επιστήμη των υλικών, η νανοτεχνολογία και η υπερμοριακή χημεία. Η κατανόηση των θεμελιωδών αρχών που διέπουν αυτές τις διαδικασίες αυτοσυναρμολόγησης θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες μεθόδους για το σχεδιασμό λειτουργικών υλικών και συσκευών νανοκλίμακας.
Πέρα από τις επιστημονικές επιπτώσεις, οι ερευνητές χτυπήθηκαν επίσης από την αισθητική ομορφιά των αυτοσυναρμολογημένων δομών. Η ομοιόμορφη, φέτα-όπως η διάταξη των μορίων που δημιούργησαν μοτίβα που μοιάζουν με αφηρημένη τέχνη ή ακόμα και τοπία που βλέπουν από πάνω.
Η ανακάλυψη αυτών των αυτο-συναρμολογούμενων δομών calixarene προσθέτει στις γνώσεις μας για τα περίπλοκα μόρια χορού εκτελούνται στη νανοκλίμακα, διαμορφώνοντας τον κόσμο γύρω μας με απροσδόκητους και γοητευτικούς τρόπους.
