"Nanotiede" on tieteenala, joka on vastuussa kohteiden tutkimuksesta nanometrisessä mittakaavassa, eli niiden, joiden koot ovat välillä 1-100 nm. Yksi nanoteknologian suurista haasteista on uusien toiminnallisten materiaalien valmistus, joiden ulottuvuuksia ja rakenteita hallitaan molekyylillä tai atomilla. Kemiassa nanoputket ovat putkimaisia (sylinterimäisiä) rakenteita, joiden halkaisija on nanometrin kokoinen.
Nanoputkia on monia materiaaleja. Tunnetuimpia ovat valssattujen hiiliatomilevyjen muodostamat hiilinanoputket (CNT), joiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet avaavat valtavan sovellusalueen.
Hiilinanoputkien lisäksi on syklisistä peptideistä koostuvia nanoputkia. Tämäntyyppiset nanorakenteet ovat herättäneet tiedeyhteisössä suurta huomiota viime vuosina sen tärkeiden sovellusten ansiosta biologiassa, kemiassa ja materiaalitieteessä. Suuri osa tästä kiinnostuksesta liittyy sen teknologisiin mahdollisuuksiin, kuten biosensorit, valoherkät materiaalit, antimikrobiset aineet, selektiiviset kuljetusjärjestelmät, molekyylielektroniikka ja muut mahdolliset käyttötavat biologiassa, elektroniikassa ja optiikassa. Näiden nanoputkien historia alkoi vuonna 1974, jolloin De Santis ennusti putkimaisten rakenteiden muodostumisen syklisillä peptideillä, jotka muodostuvat alfa-aminohapoista vuorotellen stereokemian, D ja L (D, L-a-CP: t). Vasta vuonna 1993 he onnistuivat valmistautumaan laboratoriossa professori Ghadirin ryhmän ansiosta Scrippsissä. Sen sovelluksia ovat sellaiset, joihin liittyy vuorovaikutus kalvojen kanssa, mukaan lukien käyttö mikrobilääkkeinä tai luonnon kanavien biomimeettinä. Sen hydrofiilinen sisäinen ontelo helpottaa veden ja sopivan kokoisten hydrofiilisten molekyylien, kuten ionien, kuljetusta. Nanoputken ulkoiset ominaisuudet määritellään syklopeptidin muodostavien aminohappojen sivuketjuilla, jotka on suunnattu sen ulkopuolelle.
Tämän jälkeen Santiago de Compostelan yliopiston professori Juan R.Granjan ryhmässä nanoputket, jotka muodostuvat syklopeptideistä, jotka vaihtelevat alfa-aminohappoja muun tyyppisten keinotekoisten aminohappojen, kuten gamma (α, γ-CPs) tai delta, kanssa (a, 8-CP: t). Tämän tyyppinen ei-luonnollinen jäte mahdollistaa metyleeniryhmien viemisen kanavien onteloon, mikä lisää niiden hydrofobisuutta ja mahdollistaa niiden sisäisen toiminnallisuuden.
NanotubAR antaa mahdollisuuden visualisoida Augmented Reality -tekniikkaa käyttämällä neljän tyyppisiä nanoputkia: hiilinanoputki (CNT) ja kolme syklisten peptidien muodostamaa nanoputkea. Kummassakin niistä luonnolliset alfa-aminohapot (L-tryptofaani) yhdistetään synteettisten tähteiden, kuten D-tryptofaanin (D, L-alfa-CP: t), gamma-aminohappojen (alfa, gamma-CP: t) ja delta-aminohappojen ( alfa, delta -CP). Kaikissa näissä malleissa aminohappojen amino- ja karbonyyliryhmät on suunnattu kohtisuoraan syklisten peptidien tasoon nähden sopivalla suunnalla vetysidosten muodostamiseksi eri yksiköiden välille ja muodostavat siten putkimaisen rakenteen.
NanotubAR: n avulla on mahdollista saada etuoikeutettu näkemys näistä järjestelmistä omassa kodissamme tai missä tahansa yksinkertaisesta tekstuurista, kävellä sen ympärillä ja jopa mennä sisäonteloonsa voidakseen tarkkailla sen sisätilojen rakennetta yksityiskohtaisesti atomistisella tasolla . Lisäksi NanotubAR antaa mahdollisuuden muuttaa järjestelmien muodostavien atomien esitystä ja valita "pallo ja keppi" tai van der Waalsin esitys. Sukella nanoteknologiaan ja jaa ystävillesi valokuva suosikkinanoputkesi sisällä!