Японские химики под руководством Макото Фудзиты из Университета Токио синтезировали методом самосборки многогранник рекордной сложности, ранее не встречавшийся ни в природных, ни в искусственных объектах. Самопроизвольный процесс привел к сборке геометрической фигуры — аналога многогранника Голдберга, состоящего из 144 малых молекул, которые объединены в квадраты и треугольники. Среди возможных применений материала называется адресная доставка лекарств, заключенных в полости объекта. Исследование опубликовано в журнале Nature, кратко о нем сообщает редакционный материал журнала.
Самосборка — самопроизвольный процесс, в ходе которого происходит упорядочение частиц и организация их в симметричные объекты. Благодаря этому белковые оболочки многих вирусов — капсиды — обладают правильными геометрическими формами (к примеру, икосаэдрические «головки» бактериофагов). Самоорганизация, по сравнению с методами пошагового наращивания каркасов, позволяет гораздо быстрее получать достаточно сложные конструкции.
Теоретическое моделирование показало, что в ряду многогранников Голдберга из треугольников и квадратов большей устойчивостью должна обладать более крупная конструкция из 48 вершин и 96 ребер. Ученые с помощью рентгеновских методов отобрали кристаллы, характеристики которых не были похожи на Pd30L60 и подтвердили, что среди образовавшихся каркасов были и Pd48L96. Химики отмечают, что расшифровка картин рентгеновского рассеяния для таких крупных каркасов осложнена — из-за большого объема полостей эти структуры больше напоминают кристаллы белков.
Еще одним распространенным подходом к самосборке различных структур является техника ДНК-оригами. Она основана на подборе коротких комплементарных цепочек, способных склеивать в нужных местах большие молекулы ДНК. Недавно с помощью этой техники химики воспроизвели картину Ван Гога «Звездная ночь». Также мы сообщали о том, химики из Университета Тунцзи (Шанхай), синтезировали с помощью традиционной самосборки небольших молекул фрактальную салфетку Серпинского.
Владимир Королёв
