Inspiré par le naturel des signaux dans les cellules vivantes, les chercheurs de conception artificielle détecteur de gaz

Un cube un quarantième de la taille d’un globule rouge sang humain peut briller lorsqu’il détecte la présence de gaz inflammable. Le nanocube, conçu par des chimistes de l’Université de Tokyo, est le cadre d’un projet de recherche visant à développer des systèmes artificiels qui imitent la chaîne complexe d’événements à l’intérieur des cellules vivantes.



L’équipe de recherche a travaillé sur le nanocube de projet depuis plus d’une décennie. Un élément clé de la nanocube, à seulement deux nanomètres de chaque côté, c’est qu’il met lui-même, en essayant d’imiter la façon dont les protéines et l’ADN se mettre ensemble dans les cellules vivantes.


Imitant la vie


“Les gens pensent automatiquement sur les appareils lorsque nous parlons de capteurs. Mais il existe de nombreux exemples de naturel des capteurs dans le corps”, a déclaré le Professeur Shûichi hiraoka avait, le chercheur principal sur le projet de l’Université de Tokyo, du Département des Sciences Fondamentales.


La base de la chaîne des événements dans une cellule de détecter et de signaler certains de signal comporte trois étapes: 1) Un récepteur détecte la molécule cible, 2) le récepteur envoie un signal à la journaliste et 3) le rapporteur transmet le signal ailleurs dans la cellule.


La lumière nanocube simplifie le système, car il est à la fois le récepteur (l’intérieur du cube) et le journaliste (l’éclat).


“De cette façon, on évite le problème de transfert d’informations à partir du récepteur pour le journaliste,” a expliqué hiraoka avait.


Nanocube capteurs complètement envelopper les molécules qu’ils contiennent, ce qui signifie qu’ils pourraient être particulièrement utiles pour distinguer entre les molécules qui ont la forme de simples chaînes de différentes longueurs (alcanes) sans unique de groupes fonctionnels.


Lumineux avec gaz


L’analyse la plus récente révèle que les nanocubes bleu fluorescent sous lumière ultraviolette (UV) lorsqu’il est rempli avec du gaz de pétrole liquéfié (GPL), un type de gaz inflammable.


Le produit chimique que le cube est fabriqué à partir d’une poudre blanche, lorsqu’il est sec, mais lorsqu’elle est mélangée à de l’eau, six engins ou de flocon de neige en forme de molécules de se connecter automatiquement à la forme de cubes. L’éclat naturel, ou de fluorescence, de la nanocubes est l’équilibre des deux concurrentes caractéristiques physiques de ces molécules: L’éclat est limitée lorsque les molécules sont empilés comme des crêpes, mais est renforcée lorsque les molécules sont verrouillés en place et légèrement allongés les uns des autres.


Trois molécules se rassemblent à chaque coin de cube, de sorte que leurs bords sont “empilées” ensemble, la limitation de l’éclat. Lorsque le cube est remplit de gaz, les coins de renflement légèrement et qui s’étendent améliore l’éclat.


Nanocube détecteurs de gaz


Les chercheurs ont construit un pas cher, simple détecteur de gaz en utilisant uniquement les nanocubes, une commune UV de la lumière et un détecteur de lumière fluorescente.


Les nanocubes sont aussi sensibles que tout courant d’un détecteur de gaz, ce qui signifie qu’ils pourraient détecter de très faibles quantités de GPL.


Cependant, les nanocubes sont incroyablement spécifiques au GPL. Ils ne permettent pas de détecter d’autres types similaires de gaz inflammables, tels que le méthane (gaz naturel) ou de dioxyde de carbone (CO2). Cette spécificité se produit probablement parce qu’exactement trois molécules de GPL fente comme des blocs dans le jeu de Tetris pour un ajustement parfait à l’intérieur de la nanocube.


Commune de détecteurs de gaz n’ont pas cette spécificité et émet une alarme pour n’importe quel type de gaz dangereux.


“Le fait que la commune de capteurs ne peuvent pas distinguer ces gaz similaires est vraiment pas un problème, parce qu’ils sont tous dangereux pour nous”, a déclaré hiraoka avait.


Plutôt que de concevoir un nouveau détecteur de gaz, les chercheurs véritable objectif est d’imiter la chaîne complexe d’événements pour détecter et signaler les signaux dans les cellules vivantes.


Les chercheurs sont à la planification d’autres projets afin de modifier les blocs de construction de la nanocubes de sorte que les cubes peuvent détecter des molécules différentes et rapport des signaux différents.




Histoire Source:


Matériel fourni par l’Université de Tokyo. Remarque: le Contenu peut être édité pour plus de style et de longueur.