p (PhysOrg.com) - Atualmente, cerca de 20 por cento da produção industrial mundial é baseada em catalisadores - moléculas que podem acelerar o ritmo das reações químicas por fatores de bilhões. Óleo, farmacêuticos, plásticos e inúmeros outros produtos são feitos por catalisadores. p Muitos esperam tornar os catalisadores atuais mais eficientes, resultando em menos consumo de energia e menos poluição. Nanocatalisadores altamente ativos e seletivos, por exemplo, pode ser usado de forma eficaz nos esforços para quebrar a poluição, criar células de combustível de hidrogênio, armazenar hidrogênio e sintetizar produtos químicos finos. O desafio até o momento tem sido desenvolver um método para a produção de nanocatalisadores de forma controlada, maneira previsível.

p Em um movimento nesta direção, Yu Huang, professor assistente de ciência de materiais e engenharia na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da UCLA Henry Samueli, e sua equipe de pesquisa propôs e demonstrou uma nova abordagem para a produção de nanocristais com formas previsíveis, utilizando surfactantes, biomoléculas que podem se ligar seletivamente a certas facetas das superfícies expostas dos cristais.

p Seu novo estudo pode ser encontrado online no jornal Química da Natureza .

p Na nanoescala, as propriedades físicas e químicas dos materiais dependem do tamanho e da forma dos materiais. O objetivo final tem sido projetar materiais de forma racional para alcançar estruturas programáveis ​​e propriedades previsíveis, produzindo assim as funções desejadas. No entanto, os nanocristais moldados ainda são geralmente sintetizados por tentativa e erro, usando moléculas não específicas como surfactantes - um resultado da incapacidade de encontrar moléculas apropriadas para controlar a formação de cristais.

p O novo trabalho inovador da equipe de Huang pode mudar isso, potencialmente levando à capacidade de produzir racionalmente nanocatalisadores com as formas desejadas e, portanto, propriedades catalíticas.

p "Em nosso estudo, fomos capazes de identificar biomoléculas específicas - sequências de peptídeos, em nosso caso - que pode reconhecer uma superfície de cristal desejada e produzir nanocristais expostos com uma superfície específica para controlar a forma, "disse Chin-Yi Chiu, estudante de graduação em Engenharia da UCLA e principal autor do estudo.

p "Biomoléculas específicas de facetas podem ser usadas para direcionar o crescimento de nanocristais, e o mais importante, agora podemos fazer isso de uma forma previsível, "disse Huang, autor sênior do estudo. "Este ainda é um primeiro passo, mas superamos os desafios ao encontrar as sequências de peptídeos mais específicas e seletivas por meio de um processo de seleção racional. "

p A equipe de Huang conseguiu isso usando uma biblioteca de fagos que gerou um conjunto de sequências de peptídeos. A equipe foi então capaz de identificar a seletividade das sequências de peptídeos em diferentes superfícies de cristal. O próximo passo, os pesquisadores dizem, é descobrir o que exatamente está acontecendo na interface e ser capaz de descrever as caracterizações da interface.

p "Não sabemos os detalhes moleculares ainda - isso é como o Santo Graal da biomimética molecular, "Huang disse." Pegue o catalisador, por exemplo. Se pudermos prever o catalisador sintetizado para apenas uma superfície, poderia ter atividade e seletividade muito mais aprimoradas. Ainda estamos na fase inicial do que realmente queremos fazer, que é para ver se podemos ou não, eventualmente, programar a síntese de estruturas materiais. "

p "Sempre foi um interesse pessoal aprender com o processo de seleção evolutiva natural e aplicá-lo à pesquisa, "Chiu disse." É especialmente satisfatório ser capaz de projetar um processo de seleção racional de materiais em nanoescala para criar nanocristais com as formas desejadas. "