Ученые
создали нанотрубки, которые способны обратимо изменять свой диаметр в
зависимости от температуры среды. Работа опубликована в журнале Science,
кратко о ней пишет Phys.org.
Микроскопическое
устройство состоит из изогнутых под тупым углом ароматических молекул. В
растворе они самопроизвольно собираются в полую нанотрубку с внутренним
диаметром в 4 нанометра. В составе нанотрубки молекулы удерживаются при
помощи нековалентных связей.Подвижность
нанотрубки обеспечивается центральным атомом азота. Обычно в растворе
он связывает молекулу воды, и это обеспечивает большой угол изгиба
молекулы. При нагревании свыше 60 градусов Цельсия связь разрушается, и
угол между "рукавами" молекулы становится более острым. В результате
нанотрубка сжимается - уменьшается ее внутренняя полость. Происходит это
достаточно резко, так как сжимание одной молекулы стимулирует
диссоциацию воды у других.
Сужение
и расширение происходит без разрушения ковалентных химических связей,
поэтому может осуществляться неограниченное количество раз.Ученые
показали, что нанотрубки можно использовать в качестве контейнеров для
контролируемого высвобождения различных веществ. Для иллюстрации
возможностей метода ученые помещали в них фуллерен - шарообразное
соединение углерода C60. Сначала фуллерен и нанотрубки смешивали в одном
растворе, выделяли полученные комплексы, а затем переводили их в новый
раствор. Сжимание трубки при повышении температуры позволяло вытолкнуть
фуллерен в раствор только в нужный момент.
Ранее
подобные устройства-наноконтейнеры конструировали, например, используя
метод ДНК-оригами. С помощью переплетения нитей нуклеиновой кислоты
ученые создавали контейнер, способный вместить нужное лекарство. Затем
его закрывали, а отпереть контейнер можно было, добавив в раствор
олигонуклеотидный ключ.