Los investigadores han creado y generado potencialmente un nuevo sistema que tiene la capacidad de capturar la energía luminosa como nunca antes y la inspiración proviene de la propia naturaleza. La investigación se llevó a cabo en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico en colaboración con la Universidad Estatal de Washington. Juntos han desarrollado un sistema de captación de luz artificial altamente eficiente que tiene potencial para su uso futuro en aplicaciones de energía fotovoltaica y bioimagen energética. La investigación ha proporcionado una base para superar los difíciles obstáculos que plantea la producción de materiales híbridos orgánicos-inorgánicos jerárquicamente prácticos. Estos materiales generalmente tienen una disposición atómica específica que es esencial para proporcionar muchas funciones y características excepcionales, como resistencia y dureza al material. Los investigadores han trabajado muy duro en esto para que el resultado sea exitoso.
Aunque este tipo de materiales estructurados jerárquicamente son extremadamente difíciles de fabricar, el equipo multidisciplinario de científicos de Chen ha combinado su conocimiento experto para sintetizar una molécula con una secuencia definida para formar una disposición tan específica. Los investigadores crearon una estructura similar a una proteína modificada, el llamado peptoide, y en un extremo colocaron una estructura precisa en forma de jaula basada en silicato (abreviada POSS). En las condiciones adecuadas, estas moléculas pueden autoensamblarse en cristales de formas perfectas fabricados a partir de nanoláminas 2D. Esto conduce a la creación de otra capa de complejidad similar a la de una membrana celular, similar a la que se encuentra en las estructuras jerárquicas naturales, manteniendo al mismo tiempo la alta estabilidad y las propiedades mecánicas mejoradas de las moléculas individuales. “Como científico material, la naturaleza me inspira mucho”, afirma Chen. "Siempre que quiero diseñar una molécula para hacer algo específico, como un vehículo para la administración de fármacos, casi siempre encuentro un ejemplo natural para modelar mis diseños más adelante", añadió Chen.
Después de fabricar con éxito estos nanocristales peptoides POSS y demostrar sus propiedades únicas, incluida una alta programabilidad, el equipo ahora busca aprovechar estas propiedades. Han programado el material para que tenga un grupo funcional específico en ubicaciones y distancias intermoleculares específicas, de modo que estos nanocristales combinen resistencia y estabilidad.
