Forschende des Fachbereichs Chemie der McGill University haben eine umweltfreundliche Methode entwickelt, um Goldnanopartikel mithilfe eines Proteins des Tabakmosaikvirus zu ultradünnen Schichten mit präzisem Abstand selbstorganisieren zu lassen. Dieses Material bietet vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten in Solarzellen, Sensoren und der modernen Optik und zeichnet sich durch geringe Produktionskosten und minimale Umweltbelastung aus.
Herkömmliche Methoden zur Herstellung solcher geordneter Nanostrukturen erfordern oft den Einsatz aggressiver Chemikalien und werden unter strengen Bedingungen durchgeführt. Der Durchbruch des Teams liegt in der Modifizierung des Virusproteins, sodass es sich in wässriger Lösung bei Raumtemperatur zu schichtartigen Gerüsten selbstorganisieren kann. Co-Autorin und außerordentliche Professorin Amy Bloom erklärte: „Wenn man diese Nanopartikel einfach zufällig auf einer Oberfläche verteilt, erzeugen einige von ihnen zufällige Verstärkungen. Kann man sie jedoch in einem geeigneten, festen Abstand halten, wird die gesamte Oberfläche aktiviert.“ Diese präzise Ausrichtung verbessert die optischen Eigenschaften des Materials effektiv.
Das Forschungsteam modifizierte das virale Protein durch Hinzufügen einer Histidinkette (die als „Haken“ fungiert). Dadurch kann es Goldnanopartikel binden und den Assemblierungsprozess steuern. „Wir nutzen eine Vielzahl sehr schwacher Wechselwirkungen“, erklärte Bloom. „Bei nur einer Wechselwirkung hält die Struktur sicherlich nicht. Sind es aber 15, hält sie sehr fest zusammen.“ Dieser auf Biotemplates basierende Ansatz vermeidet den Einsatz lebender Viren und nutzt lediglich deren Proteinhülle. Bloom gab an, dass diese Arbeit darauf abzielt, die grundlegenden Bausteine der Natur zu nutzen, um Technologien sauberer, wirtschaftlicher und intelligenter zu gestalten.
Die Forscher beobachteten außerdem, dass sich diese Flocken unter bestimmten Bedingungen spontan zu Nanoröhren zusammenrollen können. Dies eröffnet neue Möglichkeiten zur Erforschung ihrer potenziellen Funktionen, ähnlich wie bei Nanofasern. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift *Small* veröffentlicht. Diese Methode bietet einen nachhaltigeren Weg zur Herstellung funktionaler Nanomaterialien.
Weitere Informationen: Autoren Ismael Abu-Baker et al., Titel: „Extended Plasmon Nanostructures Templated with Tobacco Mosaic Virus Coat Proteins“, veröffentlicht in *Small* (2025). Zeitschrifteninformationen: Small
