연구자들은 이전과는 전혀 다른 방식으로 빛 에너지를 포착할 수 있는 능력을 갖고 자연 자체에서 영감을 얻을 수 있는 새로운 시스템을 잠재적으로 만들고 생성했습니다. 이 연구는 워싱턴 주립대학교와 협력하여 Pacific Northwest National Laboratory에서 수행되었습니다. 그들은 함께 광전지 및 에너지 바이오 이미징 응용 분야에서 향후 사용될 가능성이 있는 매우 효율적인 인공 조명 수집 시스템을 개발했습니다. 이번 연구는 계층적으로 실용적인 유무기 하이브리드 소재를 생산하는데 어려운 장애물을 극복할 수 있는 기반을 제공했다. 이러한 재료는 일반적으로 재료에 강도 및 인성과 같은 많은 뛰어난 기능과 특성을 제공하는 데 필수적인 특정 원자 배열을 가지고 있습니다. 연구자들은 결과를 성공적으로 만들기 위해 정말 열심히 노력했습니다.
이러한 유형의 계층 구조 재료는 제조하기가 극히 어렵지만 Chen의 다학문 과학자 팀은 전문 지식을 결합하여 정의된 순서로 분자를 합성하여 이러한 특정 배열을 형성했습니다. 연구진은 소위 펩토이드(peptoid)라고 불리는 변형된 단백질 유사 구조를 만들고 규산염(약어로 POSS)을 기반으로 한 정밀한 새장형 구조를 한쪽 끝에 부착했습니다. 올바른 조건에서 이러한 분자는 2D 나노시트로 만들어진 완벽한 모양의 결정으로 스스로 조립될 수 있습니다. 이는 개별 분자의 높은 안정성과 향상된 기계적 특성을 유지하면서 자연 계층 구조에서 발견되는 것과 유사한 세포막과 같은 복잡성의 또 다른 층을 생성합니다. “재료 과학자로서 자연은 나에게 많은 영감을 줍니다.”라고 Chen은 말합니다. Chen은 "약물 전달 수단과 같이 특정 작업을 수행하기 위해 분자를 설계할 때마다 거의 항상 나중에 내 설계를 모델링할 자연스러운 예를 찾습니다."라고 덧붙였습니다.
이러한 POSS 펩토이드 나노결정을 성공적으로 제조하고 높은 프로그래밍 가능성을 포함한 고유한 특성을 입증한 후 팀은 이제 이러한 특성을 활용할 수 있는 방법을 찾고 있습니다. 그들은 이러한 나노결정이 강도와 안정성을 결합할 수 있도록 특정 위치와 분자간 거리에서 특정 기능 그룹을 갖도록 물질을 프로그래밍했습니다.
