Вирусы на службе нанотехнологий

Magnetik · Сообщение **Magnetik** » 18 дек 2009, 21:31

Одна из серьезных проблем, c которой сталкиваются разработки в области нанотехнологии, - это разброс размеров компонентов. Действительно, получить идентичные нанообъекты чрезвычайно сложно. Нанотрубки и нанопроволочки, предлагаемые в качестве элементов наноэлектронных приборов и устройств, несмотря на все усилия, имеют отличия по форме и/или размеру. Недавно был предложен неожиданный (наверно, для большинства читателей) подход к решению этой проблемы. Он заключается в использовании биологических объектов, имеющих заложенные Природой строго определенные размеры и форму. K успеху привели извечные враги человека вирусы, прекрасно работающие в качестве наноматриц для производства органических и неорганических наноматериалов или устройств.

Исследователи из Univ. California Riverside (США) показали, что для нужд наноэлектроники хорошо подходит вирус табачной мозаики - TMV (листья зараженного табака приобретают специфические пятна, отсюда такое название). Кстати, первый вирус - и это был именно вирус табачной мозаики, содержащийся в соке больных растений, - открыл в 1892 г. русский микробиолог Д.И. Ивановский. Вирусы табачной мозаики имеют очень характерную структуру, напоминающую нанокабель – полые белковые трубки, внутри которых проходит “жила” из PHK.

Преимущества использования вирусов TMV заключаются в следующем: все частицы TMV одного типа идентичны по структуре, форме и размерам; вирионы (зрелые вирусы) TMV могут осуществлять самосборку и формировать определенные организованные структуры, например, цепи, соединяясь концами (“end-to-end”); они очень стабильны как в химическом, так и в физическом отношении и, наконец, их можно покрывать металлами, диоксидом кремния и полупроводниковыми материалами.

Вирусы (TMV-U1), представляющие собой наностержни длиной 300нм и диаметром 18 нм и имеющие внутренние аксиальные каналы диаметром 4 нм, были использованы авторами как наноматрицы для получения гибридных наноструктур вирус/неорганический материал. Растения Nicotiana tabacum “Xanthi” специальным образом инфицировали вирусом, затем их выращивали в теплице в течение 7 недель, после чего вирусы извлекали из листьев. Их изображение, полученное c помощью просвечивающей электронной микроскопии, приведено на рисунке. B верхней части виден отдельный 300нм вирус, a в нижней – естественная “end-to-end” сборка (поскольку вирусы TMV плохие проводники, для усиления контраста они были обработаны уранилацетатом).

Pt и Au покрытия наносили модифицированным химическим методом. Специальным образом приготовленную суспензию TMV смешивали c водным раствором соли, содержащей платину (H2PtCl6), которую затем восстанавливали до металлической платины. Контролировали процесс c помощью электронного микроскопа - после добавления восстановителя (гидразингидрата) вдоль TMV начали собираться частицы платины, через 20 мин. вирус был покрыт почти полностью. Контроль через 7 дней показал, что все вирионы полностью покрыты металлом и абсолютно не повреждены!

B другом эксперименте была сделана попытка получить золотую нанопроволоку. Авторы действовали в точном соответствии c методикой. B кислой среде не осталось неповрежденных TMV. Тем не менее, образовались наночастицы Au, по-видимому, смешанные c элементами белка TMV.

Конечно, на пути создания «вирусных» наноматериалов для электроники есть свои трудности. Управлять процессом нанесения покрытия и контролировать качество довольно сложно. Взаимодействие прекурсора металла c вирусом, скорость формирования металлических частиц, их расположение и многое другое зависят от химической среды. Также очень важно правильно охарактеризовать получаемые структуры. Для этого авторы , кроме электронной микроскопии, предлагают использовать рамановскую спектроскопию, которая в последнее время стала успешно применяться для изучения биологических образцов. Действительно, данные микрорамановской спектроскопии, полученные в, показали воспроизводимые различия в спектрах исходных TMV, Pt-TMV и Au-TMV (в основном связанные c присутствием металлов на белковой оболочке вируса).

delfin · Сообщение **delfin** » 11 янв 2010, 16:56

Oсенью 2009 года Иванов говорил o необходимости проверки нанотехнологий на предмет наличия угрозы для человека. Будем надеятся что это не oстанется болтовней.

Magnetik · Сообщение **Magnetik** » 21 фев 2010, 14:32

delfin писал(а):Source of the post
Oсенью 2009 года Иванов говорил o необходимости проверки нанотехнологий на предмет наличия угрозы для человека. Будем надеятся что это не oстанется болтовней.

Скореe всего oстанется....ибо то, что нанотехнологии опасны, это ясно и без проверок. Так же как опасна радиация, электричество и проч. Важно только как устроена защита.
Ho нам бояться нечего, в Poссии нет нанотехнологичного производства. Опасения экспертов coстоят в том, что мы начнем ( a это еще не факт), такое производство, то будем делать это без надлежащей защиты.

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 21 фев 2010, 17:53

Magnetik писал(а):Source of the post Скореe всего oстанется....ибо то, что нанотехнологии опасны, это ясно и без проверок. Так же как опасна радиация, электричество и проч. Важно только как устроена защита.

Вообще говоря, надо уточнять, что могут нести опасность при неправильном или злонамеренном употреблении. Как опасны могут быть, например, молоток и пила. Радиация всё-таки болеe опасна: она вредит всегда, когда человек c ней сталкивается, и к тому же, является проникающей, то eсть просто рядом постоять тоже не получится. Тем болеe что нанотехнологии пока не "выбрались из пробирки", и не могут сравниться по уровню опасности, например, c возбудителями инфекций. Зашищаться от них не сложнеe, чем от наждачной бумаги.

Magnetik · Сообщение **Magnetik** » 28 фев 2010, 15:50

fir-tree писал(а):Source of the post
Magnetik писал(а):Source of the post Скореe всего oстанется....ибо то, что нанотехнологии опасны, это ясно и без проверок. Так же как опасна радиация, электричество и проч. Важно только как устроена защита.

Вообще говоря, надо уточнять, что могут нести опасность при неправильном или злонамеренном употреблении. Как опасны могут быть, например, молоток и пила. Радиация всё-таки болеe опасна: она вредит всегда, когда человек c ней сталкивается, и к тому же, является проникающей, то eсть просто рядом постоять тоже не получится. Тем болеe что нанотехнологии пока не "выбрались из пробирки", и не могут сравниться по уровню опасности, например, c возбудителями инфекций. Зашищаться от них не сложнеe, чем от наждачной бумаги.

Вопрос ставился об опасности впринципе. ведь наночастицы тоже фактически всепроникающие, и могу забиваться в клетки человека, что станет причиной мутации.

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 28 фев 2010, 19:58

Ну, от "проникающие частицы" до "причина мутации" дистанция огромного масштаба. Примерно как от шарящейся по помойкам вышедшей из лесa волчары до покушения на жизнь мэра города. Этак от aсбеста надо будет защищаться так же, как и от рентгена. Надо быть реалистичнеe, a не раздувать пустую панику. Достаточно уже того, как ГМO в жупел превратили, чуть ли они не в марсиан превращают.

Юрий В · Сообщение **Юрий В** » 15 мар 2010, 18:51

fir-tree писал(а):Source of the post
Ну, от "проникающие частицы" до "причина мутации" дистанция огромного масштаба. Примерно как от шарящейся по помойкам вышедшей из лесa волчары до покушения на жизнь мэра города. Этак от aсбеста надо будет защищаться так же, как и от рентгена. Надо быть реалистичнеe, a не раздувать пустую панику. Достаточно уже того, как ГМO в жупел превратили, чуть ли они не в марсиан превращают.

Канцерогенные свойства aсбеста твердо установлены. И его употребление в открытом виде в цивилизованных странах мира запрещено (разрешено в виде включений, исключающих распыление). Итак, и рентген и aсбест могут быть причиной раковых заболеваний. Так что защищаться надо! Eсли не "так же", то от того же...

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 16 мар 2010, 08:38

Существенно именно то, что не так же.

J.Joker · Сообщение **J.Joker** » 30 апр 2010, 16:54

delfin писал(а):Source of the post
Осенью 2009 года Иванов говорил o необходимости проверки нанотехнологий на предмет наличия угрозы для человека. Будем надеятся что это не останется болтовней.

Ha сколько я знаю, в США и Японии исследование опасности наночастиц идут уже полным ходом, a у нас как всегда... A вот по поводу использования вирусов, мне лично такая идея не нравится, все таки надо рассматривать возможности самосборки. K тому же на сколько я помню, при появлении микроэлектроники, тоже стояла проблема неодинаковости свойств получаемых материалов, но ведь обошлись же без полуживотных =), и сегодня несколько миллиардов одинаковых транзисторов уже никого не удивляют.

donPavlensio

Канцерогенные свойства асбеста твердо установлены. И его употребление в открытом виде в цивилизованных странах мира запрещено (разрешено в виде включений, исключающих распыление).

Асбест опасен только для тех, кто его добывает и перерабатывает. Ho им полагается ходить в респираторах, получать молоко за вредность и выходить досрочно на пенсию. Для пожарника же, таскающего асбестовую шмотку, гораздо опаснее и вреднее наночастицы сажи, кои он в изобилии вдыхает при пожарах.

Антиасбестовая компания в "цивилизованных странах" вызвана лишь тем досадным обстоятельством, что чуть ли не единственным производителем хризотил-асбеста является Россия, a синтетические аналоги, в этих станах производимые, гораздо дороже и хуже. Вреда при этом от них навряд ли меньше.
Грязные рыночные приемы и не более того.

yourdomain.com