Imagine desenhar algo tão bom quanto as células vivas – não prejudique. Pesquisadores da Universidade do Missouri descobriram isso inovando usando uma combinação inesperada de equipamento: etanol congelado, feixe de elétrons e germes roxos.
Com o avanço de um método chamado litografia de gelo, a equipe conseguiu diretamente os padrões diretamente pequenos e detalhados nas frágeis superfícies biológicas.
Embora a litografia tradicional seja comumente usada para criar pequenos circuitos e outras peças eletrônicas para telefones e computadores, depende de um processo líquido que pode danificar facilmente os materiais finos, incluindo nanotub de carbono e membrana biológica.
É aí que Mizur está fora da abordagem baseada no gelo. Usando uma camada de etanol congelado em vez de líquido, eles criaram uma maneira suave e mais precisa de trabalhar com os materiais muito frágeis para manusear de uma só vez.
Co-autores de física e estudos, Gavin King diz: “Em vez de usar um processo tradicional de litografia, que pode ser muito rigoroso na substância biológica sutil, nossa técnica aplica uma fina camada de gelo para proteger a superfície do material” “Esta camada congelada ajuda a manter tudo no processo e geralmente é delicado”.
Usando esse método de litografia de gelo, Mizur possui apenas três laboratórios no mundo – e o único na América do Norte. O que separa o trabalho é o uso do gelo de etanol, que protege a fina substância biológica onde o gelo regular da água pode ser danificado.
Os pesquisadores usaram para testar seu novo método baseado em etanol-eis Hallobacterium salinumUm pequeno microbiano que permite a uma proteína roxa capturar a luz solar e transformá -la em energia – é semelhante à versão da natureza do painel solar. ১০ O bem conhecido em biologia da década de 19700, a capacidade de converter a luz em energia eficientemente tornou um candidato promissor desenvolver um novo tipo de fonte de eletricidade.
Embora a descoberta de Mizu seja uma prova do conceito, a equipe está entusiasmada com suas possibilidades futuras com a possibilidade de usar esta fina membrana roxa para criar painéis solares.
Como funciona
Aqui está como funciona o método de litografia por gelo.
Primeiro, os pesquisadores colocaram uma membrana biológica em uma superfície fria dentro de um microscópio eletrônico de varredura. A temperatura é reduzida para um nível muito frio abaixo de -150 graus centígrados. Então, quando eles conectam o vapor de etanol, ele imediatamente se torna geada no gelo etanol e cria uma camada fina e suave na membrana.
Em seguida, um feixe focado de elétrons desenha pequenos padrões no nível congelado. Uma vez terminado, a superfície está suavemente quente. As partes de gelo que não foram atingidas pela viga foram removidas, enquanto o padrão – agora um material rígido – foi deixado para trás.
“Os padrões que estamos fazendo são 100 menores que 100 nanômetros e mais de mil para um fio de cabelo humano”, disse Dylan Chierro, estudante de pós -graduação e principal autor do estudo. “É um grande passo para trabalhar com alguns elementos sutis da biologia” “
Uma tentativa associada
Esta pesquisa de pesquisadores do Mizus College of Arts and Science combina campos de biologia, química, física e ciência espacial e pode converter os menores blocos de construção da vida – moléculas, proteínas e átomos.
Suu Kyi Cave, professor de física e estudos, ajudou a detectar a estrutura do material como resultado. Usando uma ferramenta alta sensível que examina como a conversa com moléculas de luz é conhecida como espalhamento de Ramon com superfície, descobrindo seu laboratório que o material sólido trata a fibra de carbono a mesma.
Depois que o processo terminou, a membrana roxa permaneceu quase inalterada – apenas perdendo menos de um nanômetro na espessura. Isso prova que os pesquisadores podem usar esse processo para criar padrões diretos em materiais biológicos nocivos – um desafio que confundiu os cientistas.
Professor Assistente de Química e Estudos, Bernate Broderic ajudou a descobrir a presença de um canal químico de curto período de tempo formado durante o processo Brooderic Electron Beam. King acredita que essa invenção do laboratório de Broderick, que é mantida na astrocemologia, pode ajudar a explicar como o gelo de etanol se converte em uma substância sólida e estável – um passo importante para entender a química e a física por trás do procedimento.
“Cada quebra -cabeça de laboratório contribuiu para uma peça separada de quebra -cabeça”, disse King. “” Esse tipo de partido entre disciplina realmente tornou possível a descoberta “.
