Физики из Университета Райса обнаружили способ регулирования жесткости графеновых нанолент (GNRs) в рамках медицинского и биомимитического применения. Об этом сообщается в Scientific Reports.

Графеновые наноленты — полоски графена с шириной 10–100 нанометров и длиной, потенциально в тысячи раз превышающей ширину. В отличие от более крупных образцов GNRs обладают нелинейным законом дисперсии и полупроводниковыми свойствами, в связи с чем рассматриваются как элемент транзисторов, альтернативных кремниевым. Они также применяются для повышения прочности (но не веса) конструкций на основе композитов — велорам или теннисных ракеток.

Также благодаря размеру наноленты могут использоваться в качестве биологических ибиомимитических компонентов. В частности, как ДНК и белки, GNRs демонстрируют различные ответы на открытом воздухе и в растворе. В последнем случае они естественным образом формируют складки, петли, спирали и геликоиды. Это позволяет привлекать графеновые наноленты для моделирования биологических структур.

В новой работе ученые изучили свойства GNRs с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ). Помимо возможности определять рельеф поверхности вплоть до атомарного уровня, АСМ также применяется для анализа сил (упругих, капиллярных, магнитных и других) от взаимодействия с наноматериалом. Сравнение GNRs с их прекурсором, нанолентами из оксида графена, показало зависимость их жесткости от степени удаления молекул оксида.

По мнению авторов, такая регуляция жесткости нанолент может быть полезной в разработке GNRs-интерфейсов. В настоящее время наноленты уже испытываются в рамках процесса секвенирования биополимеров: механизм предполагает, что нити ДНК продеваются в нанопоры наэлектризованного материала. При этом базовые компоненты ДНК воздействуют на электрическое поле, по изменениям которого определяются азотистые основания.