"Nanoznanost" je veja znanosti, ki je odgovorna za preučevanje predmetov v nanometrični lestvici, torej tistih, katerih velikosti so med 1 in 100 nm. Eden največjih izzivov nanotehnologije je priprava novih funkcionalnih materialov, katerih dimenzije in strukture se nadzorujejo na molekularni ali atomski ravni. V kemiji so nanocevke cevaste (valjaste) strukture, katerih premer je velikost nanometra.
Obstajajo nanocevke iz številnih materialov. Med najbolj znanimi so ogljikove nanocevke (CNT), sestavljene iz valjanih plošč ogljikovih atomov, s fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi, ki odpirajo neizmerno obzorje uporabe.
Poleg ogljikovih nanocevk obstajajo tudi nanocevke, sestavljene iz cikličnih peptidov. Ta vrsta nanostruktur je v zadnjih letih zaradi pomembne uporabe v biologiji, kemiji in znanosti o materialih pritegnila veliko pozornosti znanstvene skupnosti. Velik del tega zanimanja je povezanih z njegovimi tehnološkimi možnostmi, kot so biosenzorji, fotoobčutljivi materiali, protimikrobna sredstva, selektivni transportni sistemi, molekularna elektronika in druge potencialne uporabe v biologiji, elektroniki in optiki. Zgodovina teh nanocevk se je začela leta 1974, ko je De Santis napovedal nastanek cevastih struktur s cikličnimi peptidi, ki jih tvorijo alfa aminokisline z izmenično stereokemijo, D in L (D, L-α-CP). Vendar so se šele leta 1993 po zaslugi skupine profesorja Ghadirija v Scrippsu uspeli pripraviti v laboratoriju. Njene aplikacije vključujejo tiste, ki vključujejo interakcijo z membranami, vključno z uporabo kot protimikrobna sredstva ali kot biomimetiki naravnih kanalov. Njena hidrofilna notranja votlina olajša transport vode in hidrofilnih molekul ustrezne velikosti, na primer ionov. Zunanje lastnosti nanocevke določajo stranske verige aminokislin, ki sestavljajo ciklopeptid, usmerjene proti zunanji strani.
Nato so v skupini prof. Juana R. Granje na Univerzi v Santiagu de Compostela nanocevke, ki jih tvorijo ciklopeptidi, ki izmenjujejo alfa aminokisline z drugimi vrstami umetnih aminokislin, kot so gama (α, γ-CP) ali delta (α, δ-CP). Ta vrsta nenaravnih odpadkov omogoča vnos metilenskih skupin v votlino kanalov, povečuje njihovo hidrofobnost in omogoča njihovo notranjo funkcionalizacijo.
NanotubAR omogoča s pomočjo tehnologije razširjene resničnosti vizualizacijo štirih vrst nanocevk: ogljikove nanocevke (CNT) in treh nanocevk, ki jih tvorijo ciklični peptidi. V vsaki izmed njih so naravne alfa aminokisline (L-triptofan) kombinirane s sintetičnimi ostanki, kot so D-triptofan (D, L-alfa-CP), gama aminokisline (alfa, gama-CP) in delta aminokisline ( alfa, delta -CP). V vseh teh izvedbah so aminokislinske in karbonilne skupine aminokislin usmerjene pravokotno na ravnino cikličnih peptidov, s primerno orientacijo za vzpostavitev vodikovih vezi med različnimi enotami in tako tvorijo cevasto strukturo.
Z NanotubAR je mogoče dobiti privilegiran pogled na te sisteme v našem domu ali kjer koli iz preproste teksture, se sprehoditi po njem in celo vstopiti v njegovo notranjo votlino, da lahko natančno opazujemo njegovo notranjo strukturo na ravni atomističnih podrobnosti . Poleg tega NanotubAR omogoča spreminjanje zastopanosti atomov, ki sestavljajo sisteme, in izbiro med "kroglico in palico" ali van der Waalsovo predstavitvijo. Poglobite se v nanotehnologijo in delite s prijatelji fotografijo v svoji najljubši nanocevki!
Posodobljeno dne
2. feb. 2021