Графен можно использовать для секвенирования генома
Logo
Cover

Еще одно странное и потенциально полезное свойство графена, углерода толщиной в один атом, открыли специалисты Брауновского университета (США). Они математически доказали, что если слегка надавить на края стопки слоев графена, появится не плавный изгиб, а острый угол, который обладает интересными электрическими свойствами. По сути получится молекулярный скальпель, с помощью которого можно управлять наноструктурами. Например, быстро и дешево секвенировать геном.

«Мы назвали их квантовыми флексоэлектрическими складками, — говорит профессор Кен Сук Ким, старший автор статьи. — Любопытно, что каждая складка создает поразительно тонкую линию интенсивного электрического заряда на поверхности, который, как нам кажется, можно использовать в различных целях».

Заряд, пишет Phys.org, генерируется квантовым поведением электронов, окружающих атомы углерода в графитовой решетке. Когда атомный слой сгибается, облако электронов концентрируется либо выше, либо ниже уровня этого слоя. Концентрация электронов заставляет сгиб принять форму острого угла и создает линию электрического заряда примерно 1 нм шириной, идущую вдоль сгиба.

Применять этот заряд можно, по словам Кима, например, для прямой самосборки наночастиц. Заряженные складки притягивают частицы с противоположным зарядом.

Этот феномен ученые уже наблюдали ранее в экспериментах, но не могли точно объяснить. То же самое происходило и с биомолекулами ДНК и РНК, помещенными на поверхность графена. Иногда они выстраивались в странные фигуры, а не рассыпались случайным образом, как можно было ожидать. Скорее всего, это явление можно объяснить воздействием положительного заряда складки на отрицательно заряженную молекулу.

Путем придания поверхности графена определенной складчатой структуры можно управлять флексоэлектрическими эффектами в полной мере.

К примеру, если выстроить молекулы ДНК вдоль линии, их будет проще секвенировать, считает Ким.

Группа ученых Колумбийского университета изменила электропроводность графена, слишком высокую для определенных целей. В этом им помогли два слоя нитрида бора.